Planetární systém naruby: Červený trpaslík LHS 1903 porušuje vesmírná pravidla
Planetární systém u červeného trpaslíka LHS 1903 narušuje zažitý obraz vzniku světů. Na jeho okraji totiž obíhá planeta, která tam podle současných teorií nemá co dělat.
To, co známe ze Sluneční soustavy, dlouho platilo i v jiných koutech Mléčné dráhy. Nejblíže mateřské hvězdě jsou kamenné světy, dál od ní plynní obři. Tento vzorec se zdál být univerzální.
Jenže nově prozkoumaný systém u hvězdy LHS 1903 tuto představu staví na hlavu. Mezinárodní tým vedený Dr. Thomasem Wilsonem z University of Warwick popsal v časopise Science planetární soustavu, která vypadá jako převrácená naruby.
Planetární systém naruby
LHS 1903 je chladný a málo zářivý červený trpaslík. Jeho planetární rodinu tvoří čtyři planety – nejblíže obíhá kamenná planeta, následovaná dvojicí plynných světů. Na samém okraji tohoto systému se ale skrývá velké překvapení – čtvrtá planeta je totiž opět kamenná. Je to, jako kdybychom našli planetu podobnou Venuši až za oběžnou dráhou Neptunu.
Takové uspořádání je v rozporu s tradičními modely vzniku planet. Ty předpokládají, že silné záření mladé hvězdy odfoukne plynné obálky blízkých planet, takže zůstanou jen hustá kamenná jádra. Dál od hvězdy, kde je chladněji, se naopak může hromadit plyn a vznikají tak světy s mohutnými atmosférami. Vnější planeta u LHS 1903 ale žádnou tlustou plynnou obálku nemá.
Divoké, a ještě divočejší scénáře
Vědci nejprve zvažovali poněkud dramatická vysvětlení, podle kterých mohl tento planetární systém projít dramatickou přestavbou.
Podle první teorie mohly planety původně vzniknout ve „standardním“ uspořádání a teprve později se vnější světy mohly posunout směrem ke své mateřské hvězdě v rámci procesu známého jako planetární migrace. Podobné události nejsou úplně neznámé a mohly proběhnout i v rané historii naší Sluneční soustavy, kdy se Jupiter a Saturn mohli posunout blíže ke Slunci a následně rozházet menší tělesa po celém systému. U LHS 1903 mohlo něco podobného způsobit přeskupení drah a možná i srážku, která by čtvrté planetě odfoukla její plynný obal.
Další možností je, že mohlo dojít k přeskupení stavebního materiálu do takové míry, že pro nejvzdálenější planetu nebyl k dostatek plynu pro vznik plynného světa. Oba tyto scénáře se však podle analýz ukázaly jako méně pravděpodobné.
Hezky jedna po druhé
Jako pravděpodobnější se podle vědců jeví jiná, a možná ještě zajímavější verze. Zdá se, že planety kolem LHS 1903 nevznikly současně, ale postupně – jedna po druhé – v procesu označovaném jako formování planet zevnitř ven (inside-out planet formation).
Pokud by planety vznikaly postupně (od nejbližší k nejvzdálenější), každý nově vznikající svět by při svém růstu spotřebovával prach a plyn ze svého okolí. Ty vzdálenější by tak musely „čekat“, až na ně přijde řada.
V případě poslední, vnější planety by v takovém případě mohl nastat zásadní problém: když se konečně začala formovat, v systému už možná téměř nezbyl plyn. Výsledkem je malý kamenný svět. Pokud je tento výklad správný, mohlo by jít o první přímý důkaz planety zrozené v prostředí, kde už klíčová surovina pro vznik plynných obalů prakticky chyběla.
Budou se přepisovat učebnice?
Objev otevírá širší otázku: nakolik jsou naše teorie vzniku planet ovlivněny tím, že vycházejí především ze zkušenosti se Sluneční soustavou. Jak upozorňují vědci z Evropské kosmické agentury, s každým novým exoplanetárním systémem, který se vymyká pravidlům, je stále jasnější, že vesmír je kreativnější, než jsme si mysleli.
Systém u LHS 1903 pochopitelně může být i výjimkou. Může ale také představovat náznak širšího vzorce, který jsme dosud přehlíželi. Ať už je odpověď jakákoli, tento „planetární systém naruby“ nám opět připomíná, že vznik světů není uniformní proces, ale dynamický příběh plný dramat a zvratů.
Kompaktní svět červeného trpaslíka
LHS 1903 je červený trpaslík vzdálený asi 116 světelných let od Země a má přibližně polovinu hmotnosti Slunce. Všechny čtyři planety oběhnou hvězdu za méně než 30 dní, takže jde o mimořádně kompaktní systém. Jejich velikosti se pohybují mezi 1,4 až 2,5 poloměru Země – tedy na hranici mezi tzv. superzeměmi a mini-neptuny.
Systém byl objeven v roce 2019 pomocí družice Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS). Následná pozorování z dalších vesmírných i pozemních přístrojů umožnila vědcům přesně určit hmotnosti a hustoty planet, a tedy i odhadnout jejich složení.
