Marile planete s-ar naște în haos, a descoperit un telescop retras al NASA

Oamenii de știință au folosit date de la telescopul spațial Kepler, retras de NASA, pentru a descoperi că planetele mici și cele mari au procese de formare foarte diferite. Echipa de cercetători a constatat că marile planete extraterestre, aflate pe orbite necirculare, s-au format probabil în sisteme planetare mai turbulente.

Pentru a ajunge la concluzia că marile planete extraterestre s-ar naște în haos, specialiștii au analizat orbitele a mii de exoplanete, adică planete din afara Sistemului Solar. Cercetătorii de la Universitatea California din Los Angeles (UCLA), SUA, au măsurat orbitele exoplanetelor cu mase cuprinse între cea a lui Marte și cea a lui Jupiter.

• De ce dormitul mai mult în weekend poate fi sănătos?
• De ce oamenii care sforăie nu se trezesc din cauza propriului zgomot?

Rezultatele au arătat că planetele mai mici tind să aibă orbite aproape circulare, în timp ce planetele gigantice au orbite alungite, eliptice. Această descoperire este importantă nu doar în sine, ci și pentru că orbita unei planete oferă indicii despre procesul său de formare.

Un punct critic în formarea planetelor

„Am descoperit că, în jurul dimensiunii lui Neptun, planetele trec de la a avea orbite aproape circulare la a avea frecvent orbite eliptice”, a explicat Gregory Gilbert, cercetător UCLA și liderul studiului.

Între 2009 și 2018, Kepler a observat aproximativ 150.000 de stele, detectând mici scăderi de luminozitate cauzate de planete care trec prin fața stelelor lor, un fenomen numit „tranzit”. Folosind această metodă, telescopul a descoperit mii de exoplanete.

Echipa UCLA a analizat 1.600 dintre aceste tranzituri pentru a obține informații despre orbitele planetelor. Procesul a necesitat o inspecție atentă a fiecărei curbe de lumină, utilizarea unui set de instrumente vizuale personalizate și analiza manuală realizată de Paige Entrican, studentă la UCLA.

„Dacă stelele s-ar comporta ca niște becuri obișnuite, acest proiect ar fi fost de zece ori mai ușor. Dar fiecare stea și sistem planetar are particularitățile sale, iar abia după ce am examinat fiecare curbă de lumină am avut încredere în rezultate”, a spus Erik Petigura, profesor de fizică și astronomie la UCLA.

Această analiză meticuloasă a evidențiat diferența dintre planetele cu orbite circulare și cele cu orbite excentrice.

Cum se formează marile planete extraterestre? Dar cele mici?

Studiul a confirmat că planetele mici sunt mult mai numeroase decât cele mari. De asemenea, s-a observat că planetele gigantice se formează mai ales în jurul stelelor bogate în elemente mai grele decât hidrogenul și heliul, cum ar fi oxigenul, carbonul și fierul, elemente numite generic „metale” de către astronomi.

„Planetele mici sunt comune, iar cele mari sunt rare. Planetele mari au nevoie de stele bogate în metale pentru a se forma, în timp ce planetele mici nu au această necesitate. De asemenea, planetele mici au orbite cu excentricitate redusă, în timp ce planetele mari au orbite mult mai excentrice”, a explicat Gilbert.

Această corelație dintre excentricitatea orbitelor planetare și abundența metalelor indică existența a două căi de formare planetară, una urmată de planetele mari și alta de cele mici, scrie Space.com.

„Faptul că există o tranziție clară în excentricitatea orbitelor exact în acest punct ne spune că formarea planetelor gigantice este un proces fundamental diferit de formarea planetelor mici, precum Pământul”, a adăugat Gilbert.

Cum se formează marile planete extraterestre? Teoria folosită în prezent

În prezent, se crede că planetele se nasc în discuri protoplanetare, adică nori de gaz și praf în formă de inel care înconjoară stelele tinere. Din coliziuni succesive, aceste particule se unesc și cresc în dimensiune, formând planete telurice similare Pământului.

Dacă însă un nucleu planetar ajunge să aibă de zece ori masa Terrei, acesta poate acumula rapid gaze și poate deveni un gigant gazos precum Jupiter sau Saturn. Planetele mai mari decât Neptun sunt rare, deoarece formarea lor necesită un proces rapid de „acumulare accelerată a masei”, care are loc mai frecvent în jurul stelelor bogate în metale.

Echipa de cercetători sugerează că planetele mari cu orbite excentrice trec printr-un proces de formare mai haotic, interacționând gravitațional cu alte planete din sistem. Aceste interacțiuni pot provoca coliziuni și fuziuni între planete mai mari decât Pământul, ducând la apariția mai multor planete gigantice și la un sistem planetar mai turbulent.

„Este remarcabil cât de multe am învățat despre orbitele planetelor din alte sisteme stelare folosind telescopul spațial Kepler”, a declarat Petigura. Telescopul a fost numit în onoarea lui Johannes Kepler, astronomul care, acum patru secole, a demonstrat că planetele din Sistemul Solar nu au orbite circulare, ci ușor eliptice. Această descoperire a schimbat fundamental viziunea omenirii asupra cosmosului, demonstrând că Soarele, și nu Pământul, se află în centrul sistemului nostru planetar.

„Sunt sigur că Kepler ar fi încântat să afle că un telescop care îi poartă numele a măsurat cu precizie formele orbitelor planetelor de mărimea Pământului din alte sisteme stelare”, a adăugat Petigura.

Cercetarea echipei a fost publicată în revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

Vă recomandăm să citiți și:

Cea mai clară fotografie cu prima lumină a Universului

„Micro-fulgerele” din picăturile de apă ar fi putut declanșa viața pe Pământ

Inteligența Artificială a descoperit structuri ascunse în Calea Lactee

Astronomii au identificat sursa unui semnal radio misterios care străbate Universul de mult timp