Záhada 'zakázané planety': Obří exoplaneta TOI-5205b odporuje vědeckým modelům vzniku vesmíru

Vědci objevili mimořádně zvláštní exoplanetu, která dostala přezdívku „zakázaná planeta“, protože odporuje současným modelům vzniku vesmíru. Planeta TOI-5205b, vzdálená 282 světelných let od Země, je plynný obr o velikosti Jupiteru, který obíhá kolem červeného trpaslíka TOI-5205.

Před třemi lety objevili astronomové z Carnegie University něco nečekaného: plynný obr o velikosti Jupiteru obíhající malou hvězdu, červeného trpaslíka TOI 5205. V hvězdném systému, jako je ten náš, by to nebylo nic zvláštního. Avšak tato exoplaneta, nazvaná TOI 5205b, je téměř čtvrtinu velikosti své hostitelské hvězdy, což je poměr, který je doslova „nemožný“ podle současných modelů. Při průchodu před hvězdou blokuje sedm procent jejího světla, což z ní činí jeden z největších zaznamenaných tranzitů exoplanet. Vědci ji proto nazvali „zakázanou“, neboť stávající modely vzniku plynných planet nedokázaly vysvětlit, jak by malý červený trpaslík, který má jen čtyřicet procent hmotnosti Slunce, mohl takový obr zrodit.

Nyní se astronomům naskytla druhá příležitost prozkoumat atmosféru této planety pomocí Vesmírného dalekohledu Jamese Webba. Jejich zjištění, publikovaná v nové studii v The Astronomical Journal, odhalují ještě neobvyklejší aspekty tohoto obřího světa. Hlavní zvláštností je, že její atmosféra má nižší koncentraci těžkých prvků vzhledem k vodíku než plynní obři v naší sluneční soustavě (Jupiter a Saturn). To naznačuje odlišný proces jejího vzniku. Ve srovnání s hostitelskou hvězdou má tato „zakázaná“ planeta také nižší metalicitu, což je termín popisující hojnost prvků těžších než vodík a helium.

„Tato zjištění mají důsledky pro naše chápání procesu vzniku obřích planet, který probíhá v rané fázi životnosti hvězdy,“ uvedla hlavní autorka a astronomka z Carnegie Anjali Piette. Převládající teorie vzniku planet říká, že se rodí v rotujícím disku plynu a prachu, který obklopuje hvězdu a který sám vzniká po zformování hvězdy z kolapsu rozsáhlé a husté mlhoviny. Disk je zbytkovým materiálem po jejím zrodu a nakonec se stává kosmickými společníky hvězdy. V průběhu času se kapsy uvnitř tohoto takzvaného protoplanetárního disku kondenzují a tvoří kamenné planety nebo kamenné jádro, které se nakonec stane ještě větším plynným obrem. Většina modelů naznačuje, že tato jádra musí mít hmotnost kolem deseti Zemí, aby disponovala gravitací k rychlé kondenzaci plynu kolem sebe. Ale u červeného trpaslíka, jako je ten, kolem kterého obíhá TOI 5205b, by nemělo být dostatek tohoto materiálu k vytvoření počátečního jádra.

Astronomové zatím nenašli nic, co by tuto nesrovnalost vyřešilo, ale neobvykle nízká metalicita jim dává mnoho k zamyšlení. Naznačuje, že „těžké prvky planety migrovaly dovnitř během formování a nyní se její vnitřek a atmosféra nemíchají,“ řekl spoluautor Shubham Kanodia z Carnegie Science. „Tyto výsledky naznačují atmosféru planety bohatou na uhlík a chudou na kyslík.“ Tento objev tak otevírá nové otázky a posouvá hranice našeho poznání o tom, jak se planety ve vesmíru formují.