Астрономи сасвим неочекивано открили огромно небеско тело који се окреће око сићушне звезде: „Не би требало постојати. То је забрањена планета”.
Веома је редак случај у астрономији да дивовска гасовита планета кружи око сићушне звезде. Напротив, према тренутном разумевању формирања таква планета не би требало постојати. Астрономи су открили врло необичан призор у свемиру: планету величине Јупитера који се окреће око звезде која нема ни 40 посто полупречника нашег Сунца. Новооткривена егзопланета TOI-5205b је гасовити див отприлике исте величине и масе као Јупитер, који кружи око звезде црвеног патуљка TOI-5205. Необичност коју су астрономи открили јесте величина звезде TOI-5205 у поређењу с наведеним егзопланетом величине Јупитера. Звезда није четири пута већа од полупречника те егзопланете, већ има нешто мање од 40 посто полупречника и масе нашег Сунца. Осим тога, орбита TOI-5205b је неугодно близу тог црвеног патуљка и траје тек 1,6 дана.
Астрономи засад не знају како је дошло до чудног упаривања, јер се то се коси с нашим тренутним разумевањем формирања планета. Проналазак тог система права је ријеткост. „Звезда домаћин TOI-5205 само је четири пута већа од Јупитера, а ипак је некако успела да формира планету величине Јупитера, што је прилично изненађујуће”, каже астроном Шубхам Kанодија из Карнеги института за науку. Истраживање је објављено у знанственом часопису The Astronomical Journal.
Звезде црвени патуљци најмање су звезде главног низа за које знамо. Мање од те величине значе да залазимо у територију смеђих патуљака, који нису баш звезде. Црвени патуљци имају малу масу, сјај и топлоту, изгарају своје залихе водоника тако споро да њихов пројицирани животни век може износити милијарде година, знатно више од тренутне старости свемира од 13,8 милијарди година. Будући да су тако мали и мутни, не могу се видети голим оком, но свеједно то су најбројније звезде у Млечном путу. Међутим, од 5.250 досад пронађених егзопланета, само 240 кружи око црвених патуљака, а тек десетак је величине Јупитера или веће.
Тренутно разумевање формирања планета указује да су таква упаривања малих звезда и великих егзопланета мало вероватна. Звезде настају из нагомиланих густих облака гаса и прашине. Kако расту, околни материјал се спаја у диск који улази у најранију фазу живота звезде. Једном када звезда постане довољно масивна, емитује снажне ветрове који одбацују најближи материјал, прекидајући тако даљи раст новонастале звезде.
Остатак одбаченог материјала у диску затим обликује тела која круже око звезде, скупљајући се да би поступно прерасла у планете. Да би се формирао гасовити див, садашњи модели предвиђају да је потребно око 10 Земљиних маса стеновитог диска да би се настала планетарна језгра, која затим акумулирај гас за стварање огромне проширене атмосфере. И тај процес се мора догодити релативно брзо, пре него што нова звезда разнесе остатке диска. Модели, такође, сугеришу да сићушна црвена патуљаста звезда попут TOI-5205 не би требало да има довољно материјала у својем диску да би се процес одвијао у потребном временском оквиру.
„Постојање TOI-5205b проширује оно што знамо о дисковима у којима су те планете рођене. У почетку, ако у диску нема довољно стеновитог материјала за формирање почетног језгра, тада се не може формирати гасовита дивовска планета. И на крају, уколико диск испари пре него што се формира масивно језгро, онда не може формирати гасовиту дивовску планету. Упркос томе, TOI-5205b је настала. На темељу нашег номиналног тренутног разумевања, TOI-5205b не би требало да постоји, то је забрањена планета”, истиче Kанодија.
Егзопланетa је откривенa на темељу транзита између нас и звезде домаћина. Такав пролазак пригушује светлост звезде; ако је познат унутрашњи (интринсични) сјај звезде, астрономи могу израчунати величину уочене егзопланете. Гравитациона интеракција између звезде и егзопланете, такође, доводи до тога да звијезда лагано „лелуја” на лицу места, а мерење тог колебања омогућује астрономима да израчунају масу егзопланете. На темељу наведених опажања речени астрономи открили су да егзопланета има 1,08 пута већу масу и 1,03 пута већи радијус од Јупитера. То је 27,2 посто полупречника звезде TOI-5205, која, пак, има 39,4 и 39,2 посто масе и полупречника нашег Сунца.
У припреми је објава истраживања које открива још један сличан систем, односно егзопланета TOI-3235b, којa има 0,665 пута већу масу и 1,07 пута већи полупречник од Јупитера, а кружи око црвеног патуљка 0,394 пута веће масе и 0,37 пута већег полупречника од нашег Сунца. Астрономи су, исто тако, најавили откриће TOI-519b, гасовитог дива до 14 пута веће масе и 1,07 пута већег радијуса од Јупитера, који кружи око црвеног патуљка 0,37 пута веће масе и радијуса од Сунца, са орбиталним периодом од свега 1,27 дана.
(Илустрација Katherine Cain/Carnegie Institution for Science)
