Układ Słoneczny wydaje się stosunkowo prosty w swojej budowie. Blisko Słońca znajdują się cztery planety skaliste, które powstały z cięższych pierwiastków, które nie dały się wywiać intensywnemu promieniowaniu emitowanemu przez młodą gwiazdę. Daleko za nimi natomiast znajdują się gazowe olbrzymy zbudowane z lekkich pierwiastków, które Słońcu udało się wypędzić na dalszą odległość. Mając do dyspozycji tylko jeden układ planetarny można dojść do wniosku, że taki schemat powinien się powtarzać w okolicach wszystkich gwiazd.
Czytaj także: Tajemnicza egzoplaneta zamieni się w „wodny świat”. Czy to miejsce nadaje się do życia?
Problem w tym, że początkowe stadia rozwoju młodego układu planetarnego to nie jest błogie lepienie coraz to nowych planet, po którym mamy gotowy układ. Jest dokładnie odwrotnie. Powstające wokół gwiazdy zagęszczenia bezustannie oddziałują ze sobą grawitacyjnie. Bardzo często dochodzi do zderzeń młodych protoplanet. Takie zderzenia mogą prowadzić do całkowitego zniszczenia zderzających się planet, a czasami do ich połączenia w jedno większe ciało. Takie bezustannie zmieniające się obiekty bezustannie przyciągają się do siebie. Efekt jest taki, że planety powstałe daleko od gwiazdy mogą nagle znaleźć się na ciasnej orbicie, gdzie jedno okrążenie zajmuje im kilkanaście godzin. Tak zazwyczaj powstają członkowie klasy gorących jowiszów. Analogicznie mniejsze planety, które za bardzo zbliżą się do masywnego gazowego olbrzyma mogą zostać grawitacyjnie przyspieszone na tyle, że zostaną całkowicie wyrzucone z układu planetarnego i staną się dryfującymi w przestrzeni międzygwiezdnej planetami samotnymi, które pozostają całkowicie niezauważone, bowiem nie odbijają światła żadnej pobliskiej gwiazdy, a tym samym są niezwykle trudne do wykrycia na tle czerni przestrzeni kosmicznej.
Oprócz gorących jowiszów, na przestrzeni ostatnich trzech dekad naukowcy odkrywali także mini-neptuny, superziemie, wodne światy, stopione planety skaliste itd. Wszystkie te obiekty jednak mają jeden element wspólny: składają się z materii barionowej.
Czy są planety zbudowane nie z materii barionowej?
W najnowszym artykule naukowym opublikowanym na serwisie preprintów arXiv fizycy z Uniwersytetu Wisconsin-Madison wskazują, że wszystko może być jeszcze przed nami. O co chodzi? Większość znanych obecnie egzoplanet została odkryta metodą tranzytów. Mówiąc najprościej, astronomowie obserwują gwiazdę sprawdzając, czy jej jasność regularnie nie spada na określony czas. Jeżeli tak się dzieje, to najprawdopodobniej między nami a gwiazdą przechodzi planeta, która zasłania część tarczy i blokuje część docierającego do nas od niej promieniowania. Jeżeli jest to planeta to taki spadek jasności pojawia się w regularnych odstępach czasu i trwa zawsze tyle samo.
Badacze z UWM wskazują jednak, że poszukując kolejnych takich planet naukowcy mogą natrafić na podobny spadek jasności, ale nieznacznie różniący się od dotychczas obserwowanego. W takim przypadku trzeba będzie wziąć pod uwagę możliwość, że oto między nami a gwiazdą przechodzi planeta, ale taka, która zbudowana jest z… ciemnej materii.
Na pierwszy rzut oka to szalona teoria, ale…
Materia barionowa, z której zbudowana są wszystkie znane nam obiekty, stanowi według obecnie przyjętych modeli zaledwie 15 proc. materii we wszechświecie. Pozostałe 85 proc. materii to ciemna materia. Jedyne co dotychczas wiemy o ciemnej materii to to, że oddziałuje ona grawitacyjnie z materią barionową, np. utrzymując galaktyki w całości, oraz że nie oddziałuje ona z promieniowaniem elektromagnetycznym, przez co jak na razie nie udało się jej bezpośrednio dostrzec.
Skoro jednak ciemna materia oddziałuje grawitacyjnie i jest jej tak dużo, to możliwe, że we wszechświecie istnieją obiekty zbudowane z samej czystej materii. Naukowcy z UWM wskazują na to, że obiekty takie mogą osiągać masy porównywalne z masą planet. Jeżeli takie obiekty istnieją i znajdą się w pobliżu barionowej gwiazdy, będą zachowywały się tak jak ciemna egzoplaneta (tj. egzoplaneta zbudowana z ciemnej materii).
Pomysł ten z pewnością pobudza wyobraźnię, może się wszak okazać, że we wszechświecie istnieje jeszcze jedna klasa obiektów, o których istnieniu dotychczas nie mieliśmy zielonego pojęcia. Problem jednak w tym, że skoro ciemna materia nie oddziałuje z promieniowaniem elektromagnetycznym, jak na razie nie mamy żadnego sposobu na poszukiwanie takich obiektów. Swoją drogą, póki co praca fizyków z Uniwersytetu Wisconsin-Madison nie została opublikowana w recenzowanym periodyku naukowym, a dopiero znajduje się na etapie skrupulatnej recenzji. Ciekawe czy w najbliższym czasie praca faktycznie trafi do jakiejś publikacji. Ale wyobraźnia może pracować już teraz.
