Astronomowie zaobserwowali unikalny układ planetarny oddalony o 350 lat świetlnych, który ujawnia, w jaki sposób powstają najpowszechniejsze typy egzoplanet – superziemie i mini-Neptuny. Zespół badaczy pod kierownictwem Johna Livingstona zbadał cztery młode planety krążące wokół gwiazdy podobnej do Słońca zwanej V1298 Tau i odkrył, że światy te aktywnie parują pod wpływem intensywnego promieniowania gwiazdowego. Odkrycie zapewnia rzadki wgląd we wczesne etapy ewolucji planet i wyjaśnia, dlaczego planety te dominują w krajobrazie galaktycznym, a jednocześnie pozostają dziwnie nieobecne w naszym Układzie Słonecznym.
Planetarny system szkółkarski V1298 Tau
Układ V1298 Tau jest godny uwagi, ponieważ jest młody – ma zaledwie 23 miliony lat – a jego cztery planety krążą bardzo blisko swoich gwiazd. Światy te, odkryte w 2019 roku, mają promień od pięciu do dziesięciu razy większy niż promień Ziemi, co czyni je niezwykle dużymi ze względu na bliskość gwiazdy. Zespół badawczy wykorzystał „zmiany czasu podróży” (TTV) do pomiaru masy każdej planety. TTV powstają, ponieważ planety oddziałują na siebie grawitacyjnie, powodując niewielkie opóźnienia lub przyspieszenia na ich orbitach, które astronomowie mogą wykryć obserwując planety przechodzące przed swoją gwiazdą.
Rola promieniowania gwiazdowego
Pomiary potwierdziły, że planety te mają wyjątkowo niską gęstość i tracą swoją atmosferę w przestrzeń kosmiczną w procesie zwanym fotoparowaniem. Dzieje się tak, gdy ekstremalne promieniowanie ultrafioletowe i rentgenowskie z gwiazdy podgrzewają atmosfery planet, powodując ich rozszerzanie i ostatecznie wywiewanie przez wiatry gwiazdowe. Dwie wewnętrzne planety prawdopodobnie staną się skalistymi superziemiami, podczas gdy dwie zewnętrzne mogą ewoluować w mini-Neptuny, w zależności od tego, ile atmosfery zachowają.
„Ważąc te planety po raz pierwszy, dostarczyliśmy pierwszy dowód obserwacyjny… Są one rzeczywiście wyjątkowo pulchne, co daje nam kluczowy, długo oczekiwany przewodnik po teoriach ewolucji planet”. — Trevor David, Instytut Żeliwa
Dlaczego to ma znaczenie: brakujące planety naszego Układu Słonecznego
Super-Ziemie i mini-Neptuny to najczęstsze typy planet odkrywane poza naszym Układem Słonecznym. Jednakże naszemu regionowi planetarnemu brakuje jednego z tych światów. Zrozumienie, w jaki sposób powstają, może to wyjaśnić. Układ V1298 Tau zapewnia potencjalną odpowiedź: intensywne promieniowanie redukuje większe planety bogate w gaz do mniejszych, skalistych lub częściowo gazowych ciał. Proces ten prawdopodobnie wyjaśnia, dlaczego wiele układów egzoplanet, takich jak TRAPPIST-1, jest wypełnionych planetami podobnej wielkości krążącymi po bliskich orbitach.
Badania te są znaczące, ponieważ dają nam wyobrażenie o tym, jak ostatecznie będzie wyglądać wiele układów planetarnych. Obserwowane planety stają się najpopularniejszymi światami w galaktyce, oferując bezprecedensową wiedzę na temat lat ich powstawania. Za około 100 milionów lat planety V1298 Tau będą prawdopodobnie podobne do superziemi i mini-Neptunów, które astronomowie odkryli już wokół innych gwiazd.
