TOI-5205b – kolejna „zakazana” planeta

TOI-5205b to kolejna odkryta przez astronomów egzoplaneta, która okazała się „zakazana” lub „niemożliwa”. Czy uda się odkryć prawdziwą przyczynę jej powstania?

Poszukiwacze planet pozasłonecznych potwierdzili istnienie już ponad 5300 obiektów krążących wokół gwiazd innych niż Słońce¹. Wiele z nich okazało się zaskakującymi dla nauki, ponieważ zaprzeczają wypracowanym przez astronomów modelom powstawania planet. Tak było dwukrotnie na samym początku przygody z egzoplanetami.

Do 1992 roku nikt nie wierzył, że mogą one krążyć wokół pulsara². Natomiast do 1995 roku nikt nie wierzył, że gazowe giganty mogą znajdować się bliżej swoich macierzystych gwiazd niż Merkury względem Słońca. Także później od czasu do czasu pojawiały się różne zaskakujące odkrycia, np. planety b Centauri b. Do grona tych zaskakujących odkryć dołączyło właśnie kolejne.

Odkrycie planety TOI-5205b

W lutym 2023 roku The Astronomical Journal doniósł o odkryciu przez zespół astronomów pewnej planety³. Shubham Kanodia i jego zespół pracujący w Carnegie Institute for Science z siedzibą w Waszyngtonie odkryli istnienie gazowego giganta, który okrąża gwiazdę typu M (czerwony karzeł) o tymczasowej nazwie TOI-5205. Planeta została odkryta metodą tranzytową, co oznacza, że musiała zasłonić fragment tarczy gwiazdy i obniżyć jej jasność na czas tranzytu.

I wszystko byłoby w porządku, gdyby nie to, że planeta TOI-5205b… nie powinna istnieć! Badania przejścia planety przed gwiazdą wykazały, że układ obniżył swoją jasność o niemal 7% swojej normalnej jasności, co stanowi rekord wśród tzw. karłów (gwiazd ciągu głównego). To oznacza, że planeta musi być zaledwie cztery razy mniejsza od czerwonego karła, którego okrąża⁴. Badania wykazały, że TOI-5205b ma około 1,08 masy Jowisza i około 1,03 średnicy Jowisza. Sama gwiazda posiada tylko 40% masy Słońca. Z tego powodu jest to najmniej masywna gwiazda, wokół której astronomowie znaleźli gazowego giganta.

TOI-5205b kontra teoria powstawania planet

Dlaczego więc ta planeta nie powinna istnieć? Dotychczasowe modele powstawania planet przewidywały, że wokół czerwonych karłów o odpowiednio dużej masie krążą głównie planety skaliste i rzadko kiedy gazowe giganty. Gwiazdy typu M stanowią ponad 70% wszystkich gwiazd w naszej galaktyce i są uważane za szczególnie długowieczne. Jednak TOI-5025 posiada zbyt niską masę, aby posiadać gazowego giganta⁵.

Teoria powstawania planet wokół czerwonych karłów przewiduje istnienie bardzo niewielkich ilości materii skalistej, z której powstałyby planety. Aby powstała planeta gazowa, w dysku protoplanetarnym powinno być wystarczająco dużo materii pyłowej, z której może powstać skaliste jądro potencjalnej planety gazowej. Naukowcy uważają, że powinna to być 10-krotność masy Ziemi. Co więcej, to jądro powinno się uformować, a razem z nim cała planeta gazowa, jeszcze zanim dojdzie do rozproszenia dysku z powodu wiatru słonecznego⁶.

Z powyższych powodów nikt nie spodziewał się znaleźć tak masywnej planety wokół gwiazdy o tak niskiej masie. Innymi słowy, planeta TOI-5205b nie powinna istnieć, a istnieje. I pojawiają się przesłanki, że nie jest to jedyna taka planeta⁷.

Jak naprawdę powstała?

Od czasu do czasu znaleziska takie jak powyżej kwestionują naszą wiedzę na temat tego, jak powstały gwiazdy i planety. Obecnie astronomowie szukają sposobu, w jaki mogły powstać planety takie jak TOI-5205b. Modele powstawania planet mają jednak wiele słabych punktów i jednym z nich jest to, w jaki sposób taka masywna planeta mogła powstać wokół tak niewielkiej gwiazdy. Może warto zacząć brać pod uwagę ideę, że planety mogły zostać inteligentnie stworzone przez Boga⁸?

Przypisy

1. Zob. https://exoplanets.nasa.gov/discovery/exoplanet-catalog/ (dostęp: 28.03.2023).
2. Pulsar – silnie zmagnetyzowana rotująca gwiazda neutronowa, która emituje wiązkę promieniowania elektromagnetycznego z okolic swoich biegunów.
3. Kanodia S., et al., TOI-5205b: A Short-period Jovian Planet Transiting a Mid-M Dwarf, The Astronomical Journal, 165(3), 21.02.2023, https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/acabce
4. Kanodia S., TOI-5205 b: A Forbidden Planet?, The Habitable Zone Planet Finder, 20.02.2023, https://hpf.psu.edu/2023/02/20/toi-5205-b-a-forbidden-planet/
5. Ferreira B., Scientists Discovered a Massive 'Forbidden’ Planet That Shouldn’t Exist, Vice, 27.02.2023, https://www.vice.com/en/article/k7b4y9/scientists-discovered-a-massive-forbidden-planet-that-shouldnt-exist
6. “Forbidden” planet orbiting small star challenges gas giant formation theories, Carnegie Science, 21.02.2023, https://carnegiescience.edu/forbidden-planet-orbiting-small-star-challenges-gas-giant-formation-theories
7. Ibid.
8. Ham K., A “Forbidden” Planet Is Causing an Evolutionary Rewrite . . . Again, Answers in Genesis, 16.03.2023, https://answersingenesis.org/astronomy/solar-system/forbidden-planet-causing-evolutionary-rewrite-again/