Un grup de astronomi din Statele Unite a scos la lumină o lume care nu prea are ce căuta în manualele actuale de astrofizică. Exoplaneta GJ 523b este de 2,5 ori mai lată decât Terra, dar înghesuie în acest volum de aproximativ 23 de ori masa planetei noastre, ceea ce o transformă într-unul dintre cele mai dense corpuri stâncoase cunoscute în afara Sistemului Solar.
Obiectele de acest tip primesc, informal, eticheta de „mega-Pământ”. Nu este o clasă recunoscută oficial, ci o formulă de lucru pentru planete masive alcătuite preponderent din rocă și metal. Densitatea ridicată a lui GJ 523b sugerează că are foarte puțină atmosferă, deși dimensiunea sa ar fi trebuit să îi permită să adune un înveliș gazos consistent, se arată într-un comunicat al Universității Wisconsin–Madison.
Ce spun cercetătorii despre exoplaneta GJ 523b
„Nu la asta ne așteptam deloc”, a declarat Max Kroft, autorul principal al studiului, în comunicatul universității. „Planetele dense ca aceasta nu sunt neobișnuite, dar de regulă sunt planete stâncoase mici, similare cu Pământul sau cu Mercur. Planeta asta este de două ori și jumătate mai mare decât Pământul.”
Traducerea în cifre a acestei anomalii este spectaculoasă. Echipa a calculat o masă de circa 23,5 mase terestre, o rază de 2,55 ori mai mare decât cea a Pământului și o densitate de aproximativ 126,82 grame pe inch cub, adică în jur de 7,7 grame pe centimetru cub. Pentru comparație, densitatea medie a Pământului este de 5,51 g/cm³, iar cea a Mercurului, cea mai densă planetă din Sistemul Solar după corecțiile de compresie, se apropie de 5,43 g/cm³. Cu asemenea parametri, gravitația la suprafața lui GJ 523b ar fi de peste trei ori și jumătate mai mare decât cea de acasă.
Planeta își completează orbita în jurul stelei sale în 17,75 zile, iar întregul sistem este surprinzător de tânăr: aproximativ 170 de milioane de ani, potrivit studiului. Pentru referință, Sistemul Solar are circa 4,6 miliarde de ani.
Cum a fost descoperită și confirmată
Prima semnalare a venit de la satelitul TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) al NASA, lansat în 2018, care caută scăderi periodice ale luminozității stelelor atunci când o planetă trece prin fața discului stelar. Un tranzit spune însă doar cât de mare este planeta, nu și cât cântărește.
Pentru partea a doua a ecuației, echipa a folosit telescopul WIYN de 3,5 metri de la Observatorul Național Kitt Peak, din Arizona, echipat cu un spectrograf de mare precizie capabil să măsoare oscilația stelei provocată de atracția gravitațională a planetei. Combinarea celor două seturi de date — raza din tranzit și masa din vitezele radiale — a permis calculul densității.
De ce încurcă modelele de formare planetară
Scenariul clasic spune că planetele încep prin acumularea unui nucleu de rocă și metal, care ulterior atrage hidrogen și heliu din discul de gaz și praf ce înconjoară steaua tânără. În Sistemul Solar, se consideră că Jupiter și Saturn au trecut într-o fază de acreție galopantă a gazului odată ce nucleele lor au depășit pragul de aproximativ 20 de mase terestre.
GJ 523b este deja peste acest prag, cu cele 23 de mase terestre ale sale, dar nu a devenit o planetă gazoasă. „Întrebarea este de ce nu a făcut planeta asta acest lucru, dacă are de 20 de ori dimensiunea Pământului?”, se întreabă Kroft în același comunicat.
Există cel puțin două explicații pe masă. Prima: planeta chiar a avut o atmosferă groasă, dar aceasta i-a fost smulsă ulterior — un scenariu plauzibil având în vedere vârsta mică a sistemului și radiația intensă a unei stele tinere. A doua: GJ 523b s-ar fi născut dintr-o coliziune între două planete, un impact care ar fi contopit nucleele stâncoase și ar fi împrăștiat în spațiu cea mai mare parte a învelișurilor gazoase.
Un termen vechi de peste zece ani
Denumirea de „mega-Pământ” circulă în comunitatea astronomică de mai bine de un deceniu, de la anunțul privind Kepler-10c, prezentată în 2014 drept o planetă stâncoasă neobișnuit de masivă. Ea nu a devenit niciodată o categorie formală, tocmai pentru că exemplele sunt puține și greu de caracterizat.
Tocmai de aici vine prudența echipei. „Este greu să deduci lucruri despre formarea planetelor în general pornind de la un eșantion de unu”, a spus Kroft. „Nu vom ajunge la 10.000 de astfel de planete supradense, dar dacă reușim să ajungem la 20 sau 30, poate că vor începe să apară niște tendințe.”
Rezultatele au fost trimise spre publicare la The Astronomical Journal și sunt disponibile deocamdată pe serverul de preprinturi arXiv, fără să fi trecut încă prin evaluarea colegială (peer review). Cu alte cuvinte, cifrele pot suferi ajustări.
Ce urmează
Următorul pas logic ar fi observațiile spectroscopice cu telescopul spațial James Webb, singurul instrument capabil astăzi să caute urme de atmosferă reziduală în jurul unor planete atât de mici. Dacă GJ 523b se dovedește complet lipsită de gaz, ipoteza coliziunii câștigă teren; dacă apar semnături de heliu care scapă din sistem, atunci povestea atmosferei pierdute devine mai probabilă.
Dacă te interesează subiectul, am scris și despre exoplaneta asemănătoare Pământului aflată la 25 de ani-lumină, despre semnalul misterios detectat de Webb pe K2-18b și despre entuziasmul stârnit de TOI-1452b.
Sursa principală: Space.com. Detalii despre misiunea TESS: NASA.
