Džinovska planeta ili neuspela zvezda? Novopronađeni svet zamagljuje razliku

Ova planeta, ako je zaista u pitanju planeta, jedna je od najmasivnijih koje su dosad detektovane oko neke male zvezde.

Jedna od najvećih egzoplaneta u orbiti oko zvezde relativno male mase otkrivena je zahvaljujući načinu na koji gravitacija te planete privlači svoju zvezdu tokom putovanja kroz svemir.

Preporučujemo

To je četvrta planeta uočena u podacima misije „Gaja“ Evropske svemirske agencije, čiji zadatak je da mapira milijardu zvezda u našoj galaksiji Mlečni put, beležeći njihove mase, luminozitete, temperature i kretanja u svemiru.

Poslednja navedena stavka je dovela do otkrića džinovske egzoplanete Gaja-4b, koja kruži oko zvezde udaljene od nas 244 svetlosne godine. Reč je o supervelikom gasovitom džinu sa 11,8 masa Jupitera.

„Sa orbitom u trajanju od 570 dana, to je relativno hladna gasovita džinovska planeta“, kaže Gvidmundur Stefanson sa Amsterdamskog univerziteta. Ovaj orbitalni period znači da je malo bliže svojoj zvezdi nego Mars Suncu. Međutim, pošto je ta zvezda manje masivna i manje sjajna nego naša, Gaja-4b verovatno nije topla kao Mars.

Ipak, budući tako masivna, Gaja-4b snažno privlači svoju zvezdu, sasvim običnog narandžastog patuljka klase K, sa samo 64% mase Sunca. Primećeno je da putanja zvezde podrhtava, kao da je nešto povlači – astronomi nazivaju ovu tehniku otkrivanja egzoplaneta astrometrijskim metodom pošto zahteva praćenje položaja i kretanja zvezde, a ta oblast je poznata kao astrometrija.

Podrhtavanje je primećeno u kretanju brojnih zvezda, ali uzrok nije nužno neka planeta. Možda se radi o paru zvezda koje su previše blizu jedna drugoj da bi ih „Gaja“ prepoznala kao posebne objekte.

Radi toga spektografi mere radijalnu brzinu zvezde – kako zvezda podrhtava na svojoj osi dok orbitira oko centra mase koji deli sa orbitirajućim saputnikom. Što je veća masa saputnika – veći je Doplerov pomak u svetlosti zvezde.

Od 28 identifikovanih u podacima misije „Gaja“, 21 slučaj je predstavljao binarne zvezdane sisteme, pet slučajeva ostaje neodređeno, jedan je zvezda oko koje kruži smeđi patuljak – objekat na granici između planete i zvezde – nazvan Gaja-5b, a jedan je planeta Gaja-4b.

Neki astronomi bi, pak, rekli da se i Gaja-4b može klasifikovati kao smeđi patuljak. Granice između planete i smeđeg patuljka nisu baš jasne. Neki astronomi definišu razliku kao zavisnu od načina formiranja objekta. Da li nastao putem akrecije stenovitog materijala u džinovsko jezgro oko kojeg se omotala ogromna količina gasa, poput formiranja Jupitera i Saturna u našem solarnom sistemu? Ili se formirao kao zvezda putem gravitacionog kolapsa oblaka gasa nakon fragmentacije diska gasa koji je okruživao i hranio glavnu zvezdu?

Drugi istraživači razlikuju planete i smeđe patuljke po sposobnosti za nuklearne fuzione reakcije deuterijuma u kratkom periodu (potpuno razvijene zvezde koriste vodonik u svojim nuklearnim reakcijama). Međutim, nije baš moguće reći šta se dešava unutar tih dalekih tela.

Treći način razlikovanja planeta i smeđih patuljaka je putem njihove mase. Masa od 13 Jupitera se obično smatra donjom granicom za smeđe patuljke, ali u tome postoji izvesna proizvoljnost.

Gaja-5b, u orbiti oko crvenog patuljka udaljenog 134 svetlosne godine od Zemlje, ima 20,9 masa Jupitera, tako da se može nazvati smeđim patuljkom.

Gaja-4b je problematičnija. Čisto po masi je planeta. Međutim, mnogo je teških elemenata u sastavu centralne zvezde. Njena hemija je prilično slična hemiji našeg Sunca. Stenovitim planetama, ili stenovitim jezgrima džinovskih planeta, potrebna je dostupna zaliha teških elemenata da bi se formirale.

Iako naše Sunce i Gaja-4 izgleda imaju dovoljno teških elemenata da proizvedu planete sa masom Jupitera, nije sigurno da li bi objekat sa 11,8 masa Jupitera mogao biti formiran od dostupnih resursa. To ukazuje da se Gaja-4b formirala od gravitacionog kolapsa nakon fragmentacije diska, gde je neka vrsta nestabilnosti razbila disk gasa oko centralne zvezde.

Da li to znači da bi Gaju-4b zapravo trebalo nazivati smeđim patuljkom, a ne planetom? Ako ćemo je nazivati planetom, onda je to jedna od najmasivnijih planeta otkrivenih oko neke zvezde manje mase – takvi svetovi su retka pojava prosto zbog toga što zvezdani sistemi male mase nemaju mnogo ekstra materijala za proizvodnju džinovskih planeta.

Iako je misija „Gaja“ prestala sa radom u januaru nakon 12 godina opservacija, još ima mnogo njenih podataka koje treba analizirati. Ti podaci se objavljuju u velikim paketima – najnovije izdanje je DR3 iz 2022 (dopunjeno 2023. godine), a DR4 se očekuje u 2026.

„Biće još planeta pošto je analizirana otprilike poslednja godina podataka“, kažu istraživači. „Ovaj rad je najava budućnosti u kojoj će ‘Gajina’ otkrića planeta i smeđih patuljaka biti potvrđena ili odbačena, pomoću spektografa NEID“.

Prve dve planete koje je „Gaja“ otkrila, Gaja-1b i Gaja-2b, detektovane su tokom tranzita preko svoje zvezde. Treća planeta, Gaja-3b, detektovana je malo komplikovanije – astrometrijski, dok je kružila oko jedne od zvezda u binarnom sistemu. Ukupno je samo oko 200 planeta dosad detektovano astrometrijskim metodom, ali s obzirom na DR4 na horizontu uskoro bi ih moglo biti mnogo više.

(Telegraf Nauka/Space)