Gorące jowisze – czym są i jak powstały?

Gorące jowisze stanowią zagadkę astronomiczną, która mówi nam, jak mało jeszcze wiemy o Bożym stworzeniu, w tym wypadku o kosmosie.

Jednymi z bardziej zagadkowych ciał niebieskich krążących wokół innych gwiazd są tzw. gorące jowisze. Jak wiadomo, nasz Jowisz jest największą planetą Układu Słonecznego. Znajduje się za Marsem i pasem planetoid, co czyni go piątą planetą od Słońca (nie licząc planety karłowatej Ceres, największego ciała wspomnianego pasa planetoid). I będąc tak daleko od Słońca, jest to jedno z zimniejszych ciał Układu Słonecznego. Średnia temperatura Jowisza wynosi bowiem około -110°C. Saturn, kolejny gazowy gigant (lub planeta jowiszowa), jest jeszcze zimniejszy, jego temperatura to około -140°C. Jeszcze zimniejsze są oczywiście kolejne, mniejsze planety gazowe, tzw. neptuny, którymi są Uran i Neptun¹.

Jak dotąd uważano, że planety wewnętrzne Układu Słonecznego nie miały szans powstać jako gazowe giganty. Wszystko przez gwiazdę centralną, czyli Słońce. Model powstania Układu Słonecznego zakłada bowiem, że planety gazowe mogły powstać jedynie w odpowiedniej odległości od gwiazdy. Wiatr słoneczny ma uniemożliwiać nadmierne gromadzenie się substancji lotnych, takich jak wodór, na planetach znajdujących się blisko niej. Tak przynajmniej do niedawna uważano, a wszystko to uległo zachwianiu dzięki odkryciu właśnie gorących jowiszów.

Gorące jowisze na przykładzie Dimidium

Gorący jowisz to po prostu planeta gazowa podobna do naszego Jowisza, która krąży bardzo blisko swojej gwiazdy macierzystej – często wielokrotnie bliżej niż Merkury krąży wokół Słońca. Pierwszą taką planetę astronomowie odkryli w 1995 roku. Planeta o nazwie 51 Pegasi b (Dimidium) krąży wokół gwiazdy 51 Pegasi (Helvetios), która jest gwiazdą niezwykle podobną do Słońca². Naukowcy Michel Mayor i Didier Queloz z Uniwersytetu w Genewie odkryli ją przy pomocy metody prędkości radialnej³. Planeta jest większa niż Jowisz, ale aż 47% mniej masywna od niego. W 2017 roku w atmosferze Dimidium odkryto też ślady wody.

Wydawałoby się więc, że gwiazda 51 Pegasi powinna posiadać układ planetarny podobny do naszego. Nic dziwnego, że odkrycie tam giganta gazowego, który krąży skrajnie blisko gwiazdy, wywołało takie zamieszanie wśród astronomów. A to nie wszystko. Do dzisiaj odkryto aż ponad 400 gorących jowiszy⁴, na ponad 6000 potwierdzonych egzoplanet (choć prawdą jest też to, że stosunkowo łatwo je odkryć ze względu na ich masę i bardzo krótki czas obiegu wokół gwiazdy macierzystej trwający zaledwie kilka dni). Dlatego naturalnym dla naukowców stało się pytanie, jak takie układy planetarne powstają.

Gorące jowisze i ekscentryczne jowisze

W zeszłym roku Nature opublikowało artykuł, według którego naukowcy uznali pewną egzoplanetę za protoplastę gorącego jowisza. Egzoplaneta TIC 241249530 b posiada mimośród (ekscentryczność orbity) o wartości e=0,94, co oznacza, że orbita jest mocno eliptyczna⁵. Planeta poruszająca się po takiej orbicie sezonowo przybliża się do gwiazdy, aby po przekroczeniu peryhelium mocno oddalić się od niej. Pod tym względem nieco przypomina kometę. Orbita planety jest również wsteczna, co oznacza, że krąży wokół gwiazdy odwrotnie do kierunku obrotu samej gwiazdy, inaczej niż ogromna większość planet.

Warto dodać, że wcześniej odkryto inną egzoplanetę o rekordowym mimośrodzie. Ów jowisz o nazwie HD 80606 b, z mimośrodem e=0,93, został odkryty w 2001 roku⁶. Już wtedy podejrzewano, że może być protoplastą gorącego jowisza, choć nie posiada orbity wstecznej. Ponadto odkryto również więcej jowiszów z ekscentrycznymi orbitami, a pierwszym z nich był 16 Cygni Bb odkryty w 1996 roku⁷. Takie planety są określane jako ekscentryczne jowisze i naukowcy od dłuższego czasu podejrzewają związek między nimi a gorącymi jowiszami.

Jak powstają gorące jowisze?

Wracając zatem do TIC 241249530 b, naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) stworzyli liczne symulacje pokazujące możliwą ewolucję orbity tej planety od ekscentrycznej jak teraz do kołowej dla typowego gorącego jowisza w ciągu setek milionów i miliardów lat. Symulacje te są dość skomplikowane, ponieważ obejmują nie tylko grawitację gwiazdy i owej planety, ale również pobliskiej gwiazdy. Naukowcy stwierdzili, że owa planeta jak najbardziej może teraz być w fazie zimnego jowisza z ekscentryczną orbitą, która za jakiś 1 miliard lat ma się stać gorącym jowiszem. Jeden z autorów, Sarah Millholland, zauważa:

Nie tylko z tego, ale i z innych badań statystycznych jasno wynika, że ​​migracje od dużej mimośrodowości [do małej] powinny odpowiadać za pewną część gorących jowiszy⁸.

Dwie kategorie gorących jowiszów

Millholland nieprzypadkowo stwierdziła, że chodzi tylko o pewną część tego rodzaju planet. Dwa lata wcześniej inni naukowcy, z Uniwersytetu Johna Hopkinsa, zauważyli, że gorące jowisze można podzielić na dwie kategorie⁹. Z jednej strony mamy gorące jowisze krążące wokół masywnych, gorących gwiazd, a orbity tych planet są nachylone pod różnymi kątami do płaszczyzny obrotu tychże gwiazd. Z drugiej strony mamy gorące jowisze krążące wokół chłodnych gwiazd o niskiej masie, których orbity nie wykazują żadnego nachylenia. Obie te grupy naukowcy porównali z danymi sondy Gaia obejmującymi dyspersję prędkości galaktycznej gwiazd, wykonując tzw. symulacje Monte Carlo.

Okazało się, że dyspersja prędkości galaktycznej dla gwiazd z gorącymi jowiszami o dużym nachyleniu orbity (powyżej 12,8°) jest wyższa niż dla gwiazd z gorącymi jowiszami o małym nachyleniu orbity (poniżej 12,8°). A ponieważ naukowcy uważają, że wyższa dyspersja prędkości galaktycznej oznacza starsze gwiazdy i planety, to według nich gorące jowisze o dużym nachyleniu orbity są starsze od tych z małym nachyleniem orbity.

Innymi słowy, mamy do czynienia z dwoma różnymi sposobami powstawania gorących jowiszów. Jeden proces dotyczy gorących gwiazd i według naukowców trwa kilkaset milionów lat, tworząc najpierw jowisze o wysokim nachyleniu orbity. Co ciekawe, to są te jowisze o dużym mimośrodzie. Z czasem mają one stawać się gorącymi jowiszami, jak stwierdził później zespół MIT. Z kolei drugi proces ma miejsce w przypadku chłodnych gwiazd, ma trwać tylko kilkadziesiąt milionów lat i od razu tworzy gorące jowisze¹⁰.

Nierozwiązane tajemnice

Wydaje się więc, że naukowcy są na tropie zrozumienia, jak mogą powstawać niektóre gorące jowisze, te o dużym początkowym mimośrodzie. Najwyraźniej niektóre ekscentryczne jowisze z czasem przekształcają się w gorące jowisze. Co jednak z tym drugim rodzajem gorących jowiszów? Ich sposób powstawania najwyraźniej wciąż pozostaje zagadką.

Kolejną zagadką jest to, w jaki sposób te pierwsze gorące jowisze w ogóle powstają na orbitach tak silnie eliptycznych (ekscentrycznych). Powstało więc kilka teorii na ten temat, określanych jako teorie migracji planetarnej. Obejmują one migracje typu II (migracja z powodu oddziaływania dysku protoplanetarnego) i typu III (migracja z powodu oddziaływania grawitacyjnego kilku bliskich sobie planet jowiszowych)¹¹. Nie istnieje jednak żaden konkretny konsensus naukowy w tej kwestii.

Gorące jowisze w kontekście Bożego stworzenia

Oczywiście naukowcy będą twierdzić, że wszystkie te procesy trwają miliony lat, a nawet miliardy lat. Tego bowiem wymaga czysta fizyka, bez brania pod uwagę możliwości zachodzenia cudów. Czy da się jednak umieścić to wszystko w ramach biblijnego stworzenia świata, jak to opisuje Księga Rodzaju? Według niej Bóg stworzył wszystkie ciała niebieskie (Słońce, Księżyc i gwiazdy, co w pojmowaniu starożytnych obejmowało także gwiazdy ruchome, czyli planety) w ciągu zaledwie jednego dnia!¹²

A więc jeśli stworzył On gwiazdy w tak krótkim czasie, to musiał też stworzyć w tak krótkim czasie wszelkie egzoplanety, w tym gorące jowisze. Możliwe, że to wszystko działo się w ogromnym przyspieszeniu, z naszego ludzkiego punktu widzenia. Ostatecznie jednak nie wiemy, jak dokładnie Bóg tego dokonał. Wiemy tylko, że On mógł to uczynić w swojej wszechmocy i ludzie wierzący mogą być pewni, że Bóg tak właśnie uczynił.

Polecamy również poniższe artykuły:

• Woda w Układzie Słonecznym
• Planeta K2-18 b – czy naukowcy znaleźli tam ślady życia?
• Planety w kosmosie – dlaczego Bóg stworzył ich tak wiele?
• Historia liczenia gwiazd, czyli jak wielki jest Wszechświat?

Przypisy

1. Temperatures Across Our Solar System, NASA, https://science.nasa.gov/solar-system/temperatures-across-our-solar-system/ [dostęp: 11.12.2025].
2. Słońce to gwiazda typu G, a dokładniej G2V, z kolei 51 Pegasi to gwiazda typu G2V+.
3. M. Mayor, D. Queloz, A Jupiter-mass companion to a solar-type star, Nature, 378 (6555), 01.11.1995, s. 355–359, https://www.nature.com/articles/Art1 [dostęp: 11.12.2025].
4. Dane z 2022 roku; zob. E. Gough, How Do Hot Jupiters Get So Close to Their Stars?, Universe Today, 15.06.2022, https://www.universetoday.com/articles/how-do-hot-jupiters-get-so-close-to-their-stars [dostęp: 11.12.2025].
5. A. F. Gupta, S. C. Millholland et al., A hot-Jupiter progenitor on a super-eccentric retrograde orbit, Nature, 632, 17.07.2024, s. 50–54, https://www.nature.com/articles/s41586-024-07688-3 [dostęp: 11.12.2025].
6. D. Naef, D. W. Latham et al., HD 80606 b, a planet on an extremely elongated orbit, Astronomy & Astrophysics, 375 (2), 08(4).2001, s. L27-L30, https://www.aanda.org/articles/aa/abs/2001/32/aade293/aade293.html [dostęp: 11.12.2025].
7. W. D. Cochran et al., The Discovery of a Planetary Companion to 16 Cygni B, The Astrophysical Journal, 483(1), 1997, s. 457–463, https://iopscience.iop.org/article/10.1086/304245 [dostęp: 11.12.2025].
8. C. C. Petersen, Is This How You Get Hot Jupiters?, Universe Today, 25.07.2024, https://www.universetoday.com/articles/is-this-how-you-get-hot-jupiters [dostęp: 11.12.2025].
9. J. H. Hamer, K. C. Schlaufman, Evidence for the Late Arrival of Hot Jupiters in Systems with High Host-star Obliquities, arXiv, 03.05.2022, https://arxiv.org/pdf/2205.00040 [dostęp: 11.12.2025].
10. E. Gough, How Do…, op. cit.
11. Migracje typu I dotyczą bardziej planet skalistych, tj. typu ziemskiego, nie jowiszów.
12. Księga Rodzaju 1,14-19.

© Źródło zdjęcia głównego: Wikimedia Commons. Autor: ESO/M. Kornmesser. Licencja: CC BY 4.0.