Olbrzym wokół małej gwiazdy
TOI-5205 b to gazowy olbrzym o rozmiarach zbliżonych do Jowisza, choć krążący wokół niewielkiej, chłodnej gwiazdy w rodzaju czerwonego karła. Sama gwiazda ma zaledwie około 40% masy Słońca, co czyni obecność tak dużej planety w jej otoczeniu ogromną anomalią. Zgodnie z obowiązującymi teoriami powstawania układów planetarnych, tak małe gwiazdy nie powinny dysponować wystarczającą ilością materii w dysku protoplanetarnym, aby uformować gazowego giganta.
A jednak TOI-5205 b istnieje i dodatkowo znajduje się stosunkowo blisko swojej gwiazdy. Podczas tranzytu, czyli momentu, w którym planeta przechodzi na tle swojej gwiazdy, blokuje około 6% jej światła. To wyjątkowo dużo i właśnie dzięki temu zjawisku astronomowie mogli szczegółowo przeanalizować skład atmosfery śledzonej przez nich planety.
Największe zaskoczenie przyniosły dane dotyczące składu atmosfery. Okazało się, iż zawiera ona znacznie mniej ciężkich pierwiastków (metali) niż sama gwiazda, wokół której planeta krąży. To odkrycie stoi w sprzeczności z dotychczasowymi modelami. Według nich gazowe olbrzymy powinny być bogatsze w ciężkie pierwiastki niż ich gwiazdy macierzyste, ponieważ powstają poprzez akrecję materii z dysku protoplanetarnego, gdzie te pierwiastki się koncentrują. W przypadku TOI-5205 b jest odwrotnie. Atmosfera planety jest uboga metalicznie, co oznacza, że zawiera mniej pierwiastków cięższych niż wodór i hel niż jej gwiazda.
Co poszło nie tak?
Naukowcy próbują wyjaśnić tę zagadkę kilkoma hipotezami. Jedna z nich sugeruje, że ciężkie pierwiastki mogły opaść do wnętrza planety w trakcie jej formowania, przez co atmosfera pozostała uboga w metale. Inna możliwość zakłada, jakoby proces mieszania wnętrza planety z jej atmosferą nie działał tak, jak przewidują modele. To oznaczałoby, iż nasze rozumienie ewolucji gazowych olbrzymów jest niepełne.
Czytaj też: Ta planeta nie jest kulą ani elipsą. Webb odkrył obiekt, który zmienia nasze pojęcie o kosmosie
Badania pokazują coś jeszcze: planeta może mieć nietypowy skład chemiczny, być może bogaty w węgiel, a ubogi w tlen, co dodatkowo komplikuje obraz jej powstania. TOI-5205 b nie jest jedynym takim przypadkiem. Należy do rzadkiej klasy planet określanych jako GEMS, a więc gazowych olbrzymów krążących wokół małych gwiazd. To właśnie na takich obiektach koncentruje się jeden z największych programów obserwacyjnych JWST, którego celem jest zrozumienie, jak powstają tego typu “niemożliwe” światy.
Źródło: Carnegie Science, The Astronomical Journal
