Astronomi otkrili planet na mjestu gdje ga ne bi trebalo biti

Kako broj poznatih egzoplaneta raste, tako sve slabije stoji stara, uredna slika planetarnih sustava građena po uzoru na naš. Novo otkriće u sustavu LHS 1903 sada ide korak dalje: europska misija CHEOPS pronašla je četvrti planet, stjenoviti svijet ondje gdje bi prema dosadašnjim modelima prije trebalo očekivati planet obavijen plinom. Upravo zato taj sustav otvara novo pitanje o tome kako planeti uopće nastaju.

LHS 1903 nalazi se 116 svjetlosnih godina od Zemlje, u zviježđu Ris, blizu zvijezde 21 Lyncis sjaja oko +4,6 magnitude. U središtu sustava je crveni patuljak tipa M, a oko njega kruže četiri planeta. Unutarnji LHS 1903b i vanjski LHS 1903e stjenoviti su svjetovi, dok su između njih LHS 1903c i LHS 1903d, takozvani mini-Neptuni, planeti mase oko šest Zemlji i promjera većeg od dvostrukog Zemljina.

Planet na pogrešnom mjestu

U klasičnom prikazu nastanka planeta, koji je desetljećima bio oblikovan prema Sunčevu sustavu, bliže zvijezdi nastaju mali stjenoviti svjetovi, a dalje od nje plinoviti i ledeni divovi. Razlog je u uvjetima unutar protoplanetarnog diska: u toplijim unutarnjim dijelovima plin se teško zadržava oko stjenovitih jezgri, dok u hladnijim vanjskim područjima takvi omotači mogu nastati i opstati.

Upravo zato LHS 1903e privlači toliku pozornost. Riječ je o najudaljenijem poznatom planetu u tom sustavu, ali njegova orbita i dalje je iznimno zbijena: od matične zvijezde udaljen je samo 0,15 astronomskih jedinica i jedan obilazak završi za 29 dana. Drugim riječima, cijeli sustav LHS 1903 stao bi unutar Merkurove putanje oko Sunca. Ipak, na njegovu vanjskom rubu ne nalazi se plinoviti planet, nego stjenovito tijelo, raspored koji ne odgovara uobičajenim očekivanjima.

Astronomi zato LHS 1903 opisuju kao sustav s obrnutim rasporedom. Umjesto da se s udaljenošću od zvijezde prelazi od stjenovitih prema plinovitim svjetovima, ovdje se iza dvaju mini-Neptuna nalazi još jedan stjenoviti planet. Upravo taj detalj čini sustav toliko važnim za razumijevanje planetarne arhitekture izvan Sunčeva sustava.

Trag koji je dodao CHEOPS

Prva tri unutarnja tranzitna planeta otkrio je NASA-in satelit TESS tijekom opažanja provedenih između 2019. i 2023. godine. Četvrti svijet pridodala je 2026. misija CHEOPS, satelit Europske svemirske agencije specijaliziran za precizno praćenje tranzitnih egzoplaneta. CHEOPS je lansiran 2019. s nominalnim trajanjem misije od tri i pol godine, a danas i dalje radi u produljenoj fazi. Misija je osmišljena, izgrađena i u velikoj mjeri vođena iz Švicarske, prije svega sa Sveučilišta u Bernu i Sveučilišta u Ženevi.

Rad međunarodnog tima sa Sveučilišta u Bernu, centra PlanetS i Sveučilišta u Ženevi objavljen je u časopisu Science. Pritom su važni bili i podaci misije Gaia, koji ne pokazuju tragove dodatnih velikih plinovitih planeta u vanjskom dijelu sustava. Time otpada jedno od jednostavnijih objašnjenja i LHS 1903 postaje još neobičniji slučaj.

To novo otkriće sada traži objašnjenje. Jedna je mogućnost da je LHS 1903e nekada imao plinoviti omotač, ali ga je izgubio u ranom, nasilnom razdoblju razvoja, možda nakon sudara s drugim tijelom. Druga, za autore rada posebno zanimljiva mogućnost jest da se taj planet nije formirao istodobno s ostalima, nego kasnije, kada je plin u protoplanetarnom disku već nestao. U tom scenariju planet jednostavno nije imao dovoljno materijala da naraste u mini-Neptun poput svojih susjeda.

Ta ideja nije nova, ali LHS 1903 mogao bi biti prvi uvjerljiv primjer takvog zaustavljenog razvoja egzoplaneta. A to je važno i šire od ovog jednog sustava. Danas je poznato više od 6128 egzoplaneta u više od 4560 planetarnih sustava, a svaki novi neobični raspored pokazuje koliko je Sunčev sustav možda manje reprezentativan nego što se dugo mislilo. Ako se otkrije još ovakvih primjera, astronomi će morati ozbiljno preispitati koliko sadašnji modeli nastanka planeta doista opisuju pravilo, a koliko tek jednu od mogućih verzija kozmičkog poretka.