Astronomowie zidentyfikowali unikalny układ planetarny wokół młodej gwiazdy V1298 Tau, składający się z czterech planet o zaskakująco małej gęstości. Te światy, krążące wokół gwiazdy liczącej 20 milionów lat, mają gęstość porównywalną z gęstością styropianu, co jest kluczowym odkryciem, które może odkryć tajemnice powstawania najpowszechniejszych typów układów planetarnych w naszej galaktyce.
Brakujące ogniwo w formacji planetarnej
Na przestrzeni lat astronomowie odkryli wiele układów planetarnych zawierających planety większe od Ziemi, ale mniejsze od Neptuna. Jednak prawie wszystkie te układy krążą wokół starszych gwiazd, co utrudnia bezpośrednią obserwację procesu powstawania. System V1298 Tau zapewnia rzadkie spojrzenie w czasie rzeczywistym na młodą wersję tych powszechnych konfiguracji planet.
„Widzimy młodą wersję układu planetarnego, który widzimy w całej galaktyce” – wyjaśnia Eric Petigura z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles. To odkrycie jest ważne, ponieważ pozwala naukowcom badać powstawanie planet na bieżąco, zamiast wyciągać wnioski z dojrzałych układów.
Jak dokonano odkrycia
Układ odkryto po raz pierwszy w 2017 r., ale szczegółowe obserwacje wymagały pięciu lat żmudnej pracy przy użyciu teleskopów kosmicznych i naziemnych. Zespół kierowany przez Johna Livingstona i Erica Petigurę śledził subtelne zmiany w czasie orbit planet spowodowane interakcjami grawitacyjnymi między nimi. Zmiany te pozwoliły im obliczyć promień i masę każdej planety z niespotykaną dotąd dokładnością.
Proces ten nie przebiegał bez trudności. Obliczenie orbity najbardziej zewnętrznej planety wymagało wiedzy i domysłów; błąd w obliczeniach mógłby unieważnić całe badanie. Jednak szacunki zespołu były zaskakująco dokładne i potwierdziły ich ustalenia.
Same planety: zaskakująco niska gęstość
Pomiary wykazały, że planety mają wyjątkowo niską gęstość, porównywalną z pianką. Ich promienie wahają się od pięciu do dziesięciu razy większe od Ziemi, a ich masy są tylko kilka razy większe. Sugeruje to, że planety wciąż zapadają się pod wpływem własnej grawitacji, powoli ewoluując w kierunku bardziej zwartych rozmiarów superziemi lub Neptuna, powszechnych w starszych układach.
Rezonans orbitalny i stabilność systemu
Planety w V1298 Tau wykazują rezonans orbitalny, co oznacza, że ich okresy orbitalne są ze sobą matematycznie powiązane. Konfiguracja ta jest zgodna z dominującą teorią powstawania układów planetarnych, zgodnie z którą układy początkowo tworzą się w ciasnym, rezonansowym stanie, zanim staną się niestabilne na przestrzeni miliardów lat.
Sean Raymand z Uniwersytetu w Bordeaux zauważa, że odkrycie to stanowi potencjalnego prekursora typowych układów podobnych do Neptuna. Badanie tak młodych układów jest niezwykle trudne, co czyni to odkrycie szczególnie cennym.
„Ten odkryty układ blisko siebie rozmieszczonych planet o małej masie krążących wokół bardzo młodej gwiazdy stanowi potencjalnego prekursora typowego układu podobnego do Neptuna” – powiedział Raymand.
Podsumowując, system V1298 Tau oferuje bezprecedensowe spojrzenie na wczesne etapy powstawania planet. Zaskakująco niskie zagęszczenie tych młodych światów dostarcza ważnych wskazówek pozwalających zrozumieć, w jaki sposób powstały najpopularniejsze typy układów planetarnych w naszej galaktyce, wypełniając krytyczną lukę w naszej wiedzy o ewolucji egzoplanet.
