Přelomový objev: Vědci poprvé nahlédli do „puberty“ 200milionového hvězdného systému

Pozorování systému TOI-2076, starého 200 milionů let, nabízí přímý důkaz, jak mladé planety ztrácejí své rané atmosféry a přesouvají se na dospělé oběžné dráhy. Tento unikátní pohled vyplňuje zásadní mezeru v chápání vývoje planetárních systémů, včetně našeho.

Astronomové již dlouho rozumí tomu, jak se planetární systémy rodí a jak vypadají, když jsou plně dospělé. Co však zůstávalo většinou skryto, je jejich „trapná pubertální fáze“ – období, kdy planety ztrácejí své rané atmosféry a přesouvají se na své dospělé oběžné dráhy.

Nyní se vědcům podařilo zachytit jeden takový systém přímo při činu. V nové studii představují podrobný portrét TOI-2076, planetárního systému starého zhruba 200 milionů let, který, jak se zdá, právě dokončuje svou turbulentní adolescenci.

Tento objev nabízí vzácný, přímý důkaz toho, jak mladé planety shazují své rané atmosféry a postupně se vzdalují z těsně uspořádaných orbitálních vzorců.

„Náš objev poskytuje přímý pozorovací důkaz, že dynamické a atmosférické přetváření kompaktních planetárních systémů začíná brzy, a nabízí empirický základ pro modely jejich dlouhodobé evoluce,“ poznamenávají autoři studie.

Systém zachycený mezi řádem a chaosem

TOI-2076 obíhá relativně mladou hvězdu typu K-trpaslík, starou asi 210 milionů let, která je sama kosmickým „teenagerem“. Obsahuje čtyři planety, z nichž každá je 1,4 až 3,5krát větší než Země. Jedná se o sub-Neptuny, světy větší než Země, ale menší než Neptun – běžný typ planety, který se v naší sluneční soustavě nevyskytuje.

Jednou z dlouhodobých výzev v planetární vědě je pochopení toho, co se děje mezi zrodem systému a jeho stabilní dospělou konfigurací. Mnoho velmi mladých systémů, mladších než 100 milionů let, vykazuje planety uzamčené v přesných orbitálních rytmech, nazývaných střední pohybové rezonance.

Při takovém uspořádání se planety navzájem gravitačně přitahují ve stabilních, opakujících se vzorcích. Většina zralých systémů však již tyto těsné rezonanční řetězce nevykazuje.

Vědci se domnívali, že je něco v průběhu času naruší, podobně jako přeskupení popsané v modelech naší rané sluneční soustavy. Až dosud však byly přímé pozorovací důkazy této přechodové fáze vzácné.

TOI-2076 se zdá být přesně v této chybějící střední fázi. Pomocí dat z družice NASA Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) a pozemních dalekohledů vědci změřili velikosti a oběžné doby planet.

Zjistili, že planety jsou rozmístěny v téměř pravidelné posloupnosti, což naznačuje, že kdysi byly pevně uzamčeny v rezonanci. Dnes jsou však pouze blízko rezonance a nejsou plně synchronizovány.

„Demonstrujeme, že jeho planety jsou blízko, ale nejsou uzamčeny ve středních pohybových rezonancích, což činí systém dynamicky křehkým,“ dodali autoři studie. Jednoduše řečeno, planety se pomalu vzdalují, jako tanečníci, kteří právě vystoupili z dokonalého rytmu.