Majú hustotu ako cukrová vata a zvláštne tancujú. Objavili najľahších plynných obrov vo vesmíre

Astronómia je v súčasnosti asi najzaujímavejšou vedou. Zdá sa, že takmer každý deň sa nájde nejaký nový vzrušujúci objav, ktorý nám vyrazí dych. Tentoraz astronómovia narazili na niečo skutočne bizarné – v hlbokom vesmíre objavili dvoch planetárnych súrodencov, ktorí majú hustotu nižšiu ako cukrová vata. Tieto mimoriadne vzácne svety, prezývané aj „super-puff“ (super-nadýchané) planéty, sú doteraz najľahšími plynnými obrami, akých sme kedy pozorovali.

Objaviť jedno takéto teleso je pre vedu obrovským sviatkom. Nájsť však dve takéto telesá obiehajúce okolo tej istej materskej hviezdy je astronomický ekvivalent výhry v jackpote. Tieto planéty dostali označenie TOI-791 b a TOI-791 c a vedcom ponúkajú jedinečnú príležitosť pochopiť, ako vlastne vznikajú tie najbizarnejšie svety mimo našej slnečnej sústavy.

Obe planéty obiehajú okolo trpasličej hviezdy TOI-791, ktorá sa nachádza približne 1 110 svetelných rokov od Zeme. Ako informuje Space.com, tieto nebeské telesá síce dosahujú približne veľkosť nášho Jupitera, no ich hmotnosť a hustota sú v porovnaní s ním zanedbateľné. Ak by si sa na tieto planéty pozrel zblízka, zistil by si, že hoci sú obrovské, ich gravitácia by ťa v porovnaní s Jupiterom príliš nepotrápila. Jupiter – najhmotnejšia planéta našej slnečnej sústavy – má až 28-krát vyššiu hustotu ako vonkajšia planéta TOI-791 c a dokonca až 35-krát vyššiu hustotu ako vnútorná planéta TOI-791 b.

Gravitačný tanec v rezonancii 5:3

Okrem ich extrémne nízkej hustoty vedcov fascinuje aj spôsob, akým sa tieto planéty pohybujú. Súrodenci sú totiž uzamknutí v mimoriadne vzácnom orbitálnom tanci. Kým vnútorná planéta TOI-791 b stihne vykonať päť obehov okolo hviezdy, vonkajšia TOI-791 c dokončí presne tri. Tento jav astronómovia nazývajú drhová rezonancia v pomere 5:3.

Tento neustály kozmický balet nie je len estetickou záležitosťou. Planéty na seba pôsobia silným gravitačným pôsobením, čo spôsobuje merateľné odchýlky v ich obežných dráhach. Keď tieto planéty prechádzajú popred disk svojej materskej hviezdy, dochádza k takzvaným tranzitom, ktoré trvajú neuveriteľných 11 hodín. Práve tieto extrémne dlhé tranzity umožnili astronómom presne zmerať ich vlastnosti a odhaliť ich pravú, takmer „beztiažovú“ povahu. Podobne bizarne pôsobí aj slávna ružová planéta GJ 504 b, ktorá sa nachádza o niečo bližšie k nám a taktiež udivuje svojimi vlastnosťami.

Ako môžu existovať planéty bez hmoty?

Vedecký tím pod vedením Georgea Dransfielda z Oxfordskej univerzity využil pri výskume dáta z družice NASA (americký Národný úrad pre letectvo a vesmír) s názvom TESS, ktorá vyhľadáva exoplanéty sledovaním poklesu jasnosti hviezd. Prvé indície o existencii týchto planét sa objavili v rokoch 2019 a 2023 vďaka občianskemu vedeckému projektu Planet Hunters. Následné merania uskutočnili vedci pomocou pozemných teleskopov vrátane unikátneho projektu ASTEP (Antarctic Search for Transiting ExoPlanets), ktorý sa nachádza na polárnej stanici Concordia v Antarktíde.

Objav vyvoláva zásadné otázky o tom, ako takéto svety vôbec vznikajú. Podľa súčasných teórií museli tieto „nadýchané“ planéty vzniknúť vo vzdialených, extrémne chladných oblastiach protoplanetárneho disku. Tam mali dostatok času na to, aby okolo svojich relatívne malých pevných jadier nahromadili gigantické obaly z vodíka a hélia skôr, než sa presunuli bližšie k svojej materskej hviezde.

„Tento systém predstavuje unikátne vesmírne laboratórium,“ uviedol člen tímu Amaury Triaud z Univerzity v Birminghame. Vedci už teraz navrhujú, aby sa na tento záhadný systém zameral Vesmírny ďalekohľad Jamesa Webba. Ten by dokázal analyzovať svetlo prechádzajúce cez ich obrie atmosféry a zistiť, či obsahujú uhlík, dusík alebo kyslík. Tieto chemické stopy by poskytli definitívnu odpoveď na otázku, kde a ako presne tieto telesá vznikli.

Výskum, ktorý bol publikovaný v prestížnom vedeckom časopise Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, opäť potvrdzuje, že vesmír je plný prekvapení, ktoré prekonávajú aj tie najodvážnejšie sci-fi scenáre.

Pohľad do budúcna

Pre modernú astrofyziku sú systémy ako TOI-791 kľúčom k pochopeniu evolúcie planetárnych sústav. Ukazujú nám totiž, že formovanie planét nie je rigidný proces s jasne danými pravidlami, aké vidíme v našej slnečnej sústave.

Ak sa potvrdí, že super-puff planéty môžu dlhodobo prežiť v blízkosti svojich hviezd bez toho, aby ich atmosféru odfúkol hviezdny vietor, budeme musieť prepísať naše učebnice o planetárnej migrácii a atmosférickom úniku.

Čítajte viac z kategórie: Vesmír a veda