Planetele uriașe din afara Sistemului Solar dezvăluie mistere neașteptate ale formării lor
Când ne gândim la Jupiter, regele planetelor din Sistemul Solar, întotdeauna ne imaginăm o gazdă gigantică, dominând cerul, la doar câteva zeci de milioane de kilometri de Soare. Însă, în alte părți ale galaxiei, situația este complet diferită. Acolo, planete și chiar unele mai mari orbitează la distanțe extrem de mari față de stelele lor, la miliarde de kilometri, iar modul în care s-au format rămâne cu adevărat un mister pentru cercetători.
Noi perspective asupra formării planetelor gigantice
Un studiu recent deschide o fereastră către înțelesul acestor lumi gigantice, analizând atmosferele a trei giganți gazoși aflați în sistemul stelar HR 8799, situat la aproximativ 130 de ani-lumină distanță de Pământ. Acest sistem conține patru planete imense, dintre care cele mai interioare trei au mase între cinci și zece ori cea a lui Jupiter. Folosind datele adunate de telescopul spațial James Webb, specialiștii au realizat o analiză detaliată a compușilor chimici prezenți în atmosferele acestor planete, concentrându-se pe lungimi de undă între 3 și 5 microni.
Ce face aceste descoperiri cu adevărat fascinante este faptul că, deși aceste corpuri sunt de ordinul maselor piticelor cenusii, ele se află într-o zonă de frontieră între planete și stele minore, iar modul în care s-au format rămâne o enigmă. În timp ce teoriile clasice susțin că planetele mari se pot forma prin acreție, adică prin acumularea lentă de materie solidă, la distanțe atât de mari față de stea, acest proces devine mult mai complicat. La astfel de distanțe, densitatea materiei din discurile protoplanetare este mult mai mică, iar timpul necesar pentru formarea unei planete atât de masive ar putea depăși chiar durata de viață a discului circumstelar.
Ce spumă în atmosferă și ce indică prezența sulfului
Pentru a înțelege mai bine modul în care aceste planete s-au format, cercetătorii au urmărit prezența sulfului în atmosferele lor, un element refractar care, în discurile protoplanetare, se găsește în principal în granulele solide. Detectarea sulfului ar indica, prin urmare, acumularea de material solid în timpul formării. Și, incredibil, cercetările arată că în cazul celor trei giganți analizați, există dovezi clare ale prezenței hidrogenului sulfurat, un compus ce indică o acumulare importantă de material solid în formarea acestor planete.
„Cu sensibilitatea sa fără precedent, JWST permite cel mai detaliat studiu al atmosferelor acestor planete, oferindu-ne indicii despre căile lor de formare”, afirmă Jean-Baptiste Ruffio, astronom la Universitatea din California, San Diego. În ciuda masei lor de până la zece ori cea a lui Jupiter, aceste planete par a fi formate în moduri similare, ceea ce a provocat o adevărată surpriză în comunitatea științifică.
Îmbogățite cu elemente grele precum carbon, oxigen și sulf, aceste planete au un nivel de compoziție chimică extrem de similar cu cel al stelei lor gazdă, ceea ce indică o încorporare masivă de materie solidă în timpul formării lor. Însă, acest fapt contrazice modelele clasice de formare planetară, care susțin că astfel de corpuri s-ar putea forma doar prin acreție, un proces lent și relativ ineficient în zonele periferice ale discului.
Un mecanism de formare neașteptat pentru planetele din afara Sistemului Solar
Această discrepanță a dus cercetătorii la o concluzie surprinzătoare: planetele din sistemul HR 8799, și poate și altele asemenea, s-ar putea fi fost formate într-un mod diferit de Jupiter și Saturn. În ciuda masei lor de până la 10 ori cea a lui Jupiter, aceste giganți au reușit, se pare, să acumuleze materiale solide în condiții mult mai lentoare decât se credea anterior, dovedind o eficiență inexplicabilă pentru modelele actuale de formare planetară.
„Este o enigmă. Am rămas cu un adevărat mister aici”, afirmă Michael Meyer, astronom la Universitatea din Michigan. Prezentul studiu, publicat de curând în jurnalul Nature Astronomy, deschide noi perspective asupra proceselor de formare planetară și asupra modului în care aceste lumi colosale pot apărea în cele mai neașteptate zone ale galaxiei noastre.
Pe măsură ce tehnologia evoluează și instrumente precum JWST devin tot mai sofisticate, cercetătorii sunt convinși că vor descoperi și mai multe detalii despre modul în care aceste planete devin ceva mai mult decât simple puncte de lumină pe cer, ci adevărate comori ale înțelegerii noastre despre nașterea și evoluția cosmosului. Întrebarea dacă modelul clasic de formare planetară poate fi aplicat și în cele mai exterioare zone ale sistemelor stelare rămâne, deocamdată, fără răspuns, dar cercetările viitoare se anunță a fi palpitante.
Sursa: Descopera
