Oamenii de știință, bulversați după descoperirea unor planete colosale: „Este o enigmă”

Jupiter poate fi regele planetelor în Sistemul Solar, dar în alte sisteme stelare din galaxie, planete și mai mari orbitează la miliarde de kilometri de stelele lor, în locuri unde teoriile tradiționale de formare cu greu le pot explica prezența.

Într-un nou studiu, cercetătorii examinează trei giganți gazoși masivi aflați la aproximativ 130 de ani-lumină distanță, folosind chimia lor atmosferică pentru a sonda modul în care se formează astfel de planete enorme.

• Un studiu arată că bărbații foarte inteligenți sunt mai puțin conservatori față de cei cu inteligență…
• De ce pâinea îngrașă chiar și atunci când nu o mâncăm în exces?

Patru giganți gazoși cunoscuți orbitează HR 8799, o stea de tip F din constelația Pegasus. Toți sunt colosali, având mase cuprinse între 5 și 10 ori masa lui Jupiter.

Folosind spectre de rezoluție moderată de la instrumentul NIRSpec al telescopului JWST, cercetătorii au realizat o analiză detaliată a compoziției atmosferice a celor mai interioare trei planete ale sistemului, la lungimi de undă cuprinse între 3 și 5 microni.

Giganții gazoși se pot apropia de intervalul de masă al piticelor cenușii. Totuși astronomii cred că cele două se formează în moduri fundamental diferite, scrie ScienceAlert.

Piticele cenușii se formează precum stelele, printr-un colaps gravitațional „de sus în jos”, dar le lipsește masa necesară pentru a susține fuziunea hidrogenului. Formarea planetelor este atribuită în mare parte acreției nucleului, un proces „de jos în sus” în care nucleele cresc lent pe măsură ce materia solidă se acumulează într-un disc protoplanetar.

Un adevărat mister

Aceasta este povestea predominantă pentru Jupiter și Saturn, dar ar putea funcționa într-un sistem precum HR 8799, unde giganți mult mai grei orbitează la distanțe mult mai mari?

Aceste distanțe variază între 15 și 70 de unități astronomice (2 până la 10 miliarde de km), ceea ce înseamnă că planetele sunt de 15 până la 70 de ori mai departe de steaua lor decât este Pământul față de Soare. La această scară, unii experți se întreabă dacă astfel de planete masive și îndepărtate s-ar putea forma prin acreție, proces care ar trebui să fie mult mai lent la periferia discului.

Pentru a testa această idee, cercetătorii au folosit datele JWST pentru a căuta sulful, un element refractar care este în mare parte blocat în granule solide în discurile protoplanetare. Detectarea sulfului în atmosfera unei planete ar indica, prin urmare, acumularea de material solid în timpul formării.

„Cu sensibilitatea sa fără precedent, JWST permite cel mai detaliat studiu al atmosferelor acestor planete, oferindu-ne indicii despre căile lor de formare”, spune co-autorul Jean-Baptiste Ruffio, astronom la Universitatea din California, San Diego.

O eficiență inexplicabilă

Autorii au găsit dovezi clare de hidrogen sulfurat în planetele HR 8799 c și d, iar modelele lor atmosferice indică o îmbogățire similară cu sulf pentru toate cele trei planete interioare.

„Odată cu detectarea sulfului, putem deduce că planetele HR 8799 s-au format probabil într-un mod similar cu Jupiter, în ciuda faptului că sunt de 5 până la 10 ori mai masive, ceea ce a fost neașteptat”, afirmă Ruffio.

Planetele sunt uniform îmbogățite cu elemente grele, inclusiv carbon, oxigen și sulf, comparativ cu steaua lor gazdă, ceea ce indică faptul că unele cantități mari de material solid au fost încorporate în timpul formării lor.

Nivelul de îmbogățire cu elemente grele este dificil de reconciliat cu unele modele clasice de formare, au descoperit cercetătorii.

„Nu există nicio cale prin care formarea planetară să fie atât de eficientă”, spune Michael Meyer, astronom la Universitatea din Michigan, SUA. „Este o enigmă. Am rămas cu un adevărat mister aici.”

Studiul a fost publicat în jurnalul Nature Astronomy.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Ceva fascinant se ascunde sub norii planetei Jupiter

Încă doi sateliți au fost găsiți pe orbita lui Jupiter. Care este numărul total?

Sonda spațială Juno din jurul lui Jupiter ar putea fi deja „moartă”

Astronomii au descoperit un fenomen care apare și dispare la polii planetei Jupiter