Διάστημα: Ποιος είναι ο γιγάντιος πλανήτης που δεν θα έπρεπε να υπάρχει
- Ο TOI 5205b αμφισβητεί τα υπάρχοντα μοντέλα σχηματισμού πλανητών, καθώς είναι υπερβολικά μεγάλος για το μικρό άστρο που τον φιλοξενεί.
- Η ατμόσφαιρά του έχει ασυνήθιστα χαμηλή μεταλλικότητα, υποδηλώνοντας διαφορετικό μηχανισμό δημιουργίας από αυτόν που γνωρίζουμε.
- Το φαινόμενο ανοίγει νέα ερωτήματα στην αστροφυσική, δείχνοντας ότι η κατανόησή μας για τους γιγάντιους πλανήτες παραμένει ελλιπής.
Πριν από τρία χρόνια, αστρονόμοι του Carnegie Institution for Science που μελετούσαν ένα μικρό άστρο —έναν κόκκινο νάνο— εντόπισαν κάτι απρόσμενο: έναν γιγάντιο πλανήτη στο μέγεθος του Δία.
Σε ένα πλανητικό σύστημα όπως το δικό μας, αυτό δεν θα ήταν αξιοσημείωτο. Όμως στην περίπτωση αυτή, ο εξωπλανήτης TOI 5205b είναι σχεδόν το ένα τέταρτο του μεγέθους του άστρου του — κάτι που τον καθιστά, κυριολεκτικά, «υπερβολικά μεγάλο» για να εξηγηθεί με τα υπάρχοντα μοντέλα.
Όταν περνά μπροστά από το άστρο του, μπλοκάρει περίπου το 7% του φωτός του — ένα από τα μεγαλύτερα φαινόμενα transit που έχουν καταγραφεί. Το εύρημα ήταν τόσο ασυνήθιστο που οι επιστήμονες τον χαρακτήρισαν «απαγορευμένο», καθώς τα σημερινά μοντέλα σχηματισμού πλανητών δεν μπορούν να εξηγήσουν πώς ένας τόσο μικρός κόκκινος νάνος —με μόλις το 40% της μάζας του Ήλιου— θα μπορούσε να δημιουργήσει έναν τόσο μεγάλο αέριο γίγαντα.
Πλέον, οι ερευνητές επανεξέτασαν τον πλανήτη με το James Webb Space Telescope, μελετώντας την ατμόσφαιρά του. Τα νέα ευρήματα, που δημοσιεύθηκαν στο The Astronomical Journal, αποκαλύπτουν ακόμη πιο παράξενες ιδιότητες.
Ένας πλανήτης που δεν «ταιριάζει» στα μοντέλα
Το βασικό εύρημα είναι ότι η ατμόσφαιρα του TOI 5205b έχει χαμηλότερη συγκέντρωση βαρέων στοιχείων (σε σχέση με το υδρογόνο) από ό,τι οι γίγαντες αερίων στο δικό μας ηλιακό σύστημα, όπως ο Δίας και ο Κρόνος.
Επιπλέον, σε σύγκριση με το άστρο του, ο πλανήτης εμφανίζει χαμηλότερη «μεταλλικότητα» — όρος που περιγράφει την παρουσία στοιχείων βαρύτερων από το υδρογόνο και το ήλιο.
Η επικεφαλής της μελέτης, Anjali Piette, σημείωσε ότι τα ευρήματα αυτά «έχουν σημαντικές επιπτώσεις στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο σχηματίζονται οι γιγάντιοι πλανήτες στα πρώτα στάδια ζωής ενός άστρου».
Το πρόβλημα με τη δημιουργία του
Η κυρίαρχη θεωρία λέει ότι οι πλανήτες σχηματίζονται μέσα σε έναν περιστρεφόμενο δίσκο αερίων και σκόνης γύρω από ένα νεογέννητο άστρο — τον λεγόμενο πρωτοπλανητικό δίσκο.
Μέσα σε αυτόν τον δίσκο, μικρές συγκεντρώσεις ύλης εξελίσσονται σε βραχώδεις πυρήνες, οι οποίοι —αν φτάσουν περίπου τις 10 μάζες Γης— αποκτούν αρκετή βαρύτητα ώστε να προσελκύσουν μεγάλες ποσότητες αερίου και να σχηματίσουν γιγάντιους πλανήτες.
Ωστόσο, σε ένα σύστημα με κόκκινο νάνο όπως αυτό του TOI 5205b, δεν θα έπρεπε να υπάρχει αρκετό υλικό για να σχηματιστεί ένας τόσο μεγάλος πυρήνας εξαρχής.
Ένα μυστήριο που παραμένει
Μέχρι στιγμής, οι αστρονόμοι δεν έχουν καταφέρει να εξηγήσουν πλήρως αυτή την αντίφαση. Ωστόσο, η ασυνήθιστα χαμηλή μεταλλικότητα δίνει νέα στοιχεία.
Ο συν-συγγραφέας Shubham Kanodia εκτιμά ότι τα βαρέα στοιχεία του πλανήτη μπορεί να «μετακινήθηκαν προς το εσωτερικό κατά τον σχηματισμό, με αποτέλεσμα η ατμόσφαιρα και το εσωτερικό να μην αναμειγνύονται».
Αυτό υποδηλώνει μια ατμόσφαιρα πλούσια σε άνθρακα και φτωχή σε οξυγόνο — ένα ακόμη στοιχείο που καθιστά τον «απαγορευμένο» πλανήτη ακόμη πιο μυστηριώδη.
