Meja med planeti in zvezdami

Največji planet v našem osončju sem ter tja okličejo za spodletelo zvezdo, češ da je plinasti velikan večinoma sestavljen iz vodika in helija, iz česar so narejene zvezde, a da pač ni nabral dovolj materiala, da bi stekla fuzija. Vendar je Jupiter čisto pravi planet. Oblikoval se je iz plina, ki je ostal v okolici, potem ko je nastalo Sonce.

Nikakor ni niti dovolj velik, da bi ga lahko primerjali z rjavimi pritlikavkami, ki veljajo za spodletele zvezde. To so nebesna telesa, od 13- do 80-krat masivnejša od Jupitra, kar je še vedno premalo, da bi v jedru steklo zlivanje vodika v helij, a imajo preveliko maso, da bi bila plinasti planet.

Raziskovalci se še vedno sprašujejo o natančni definiciji ločnice med zvezdami in največjimi planeti. Da bi dobili odgovor, so se zatekli tudi k najboljšemu vesoljskemu teleskopu, ki ga premoremo. Webb je opazoval eksoplanet z maso, približno 15-krat večjo od Jupitrove, kar ga uvršča na mejo. Astronomi menijo, da je ločnica odvisna od procesa nastajanja: ali je šlo po principu »od spodaj navzgor«, da so se nebesna telesa postopoma večala, ali po principu »od zgoraj navzdol«, torej, da se je velika kopica plina in prahu razdelila na manjše dele v velikosti planetov. Ugotovili so, da se je objekt, imenovan 29 Cygni b, verjetno oblikoval od spodaj navzgor. Z drugimi besedami, oblikoval se je kot planet, ne kot zvezda.

Splošno velja, da se planeti oblikujejo v diskih plina in prahu okoli zvezd v procesu, imenovanem akrecija. Material trka med seboj, se lepi ter združuje v večje in večje kupe, nazadnje v protoplanete in planete. Največji med njimi nato zbirajo plin in postanejo orjaki, kot je Jupiter. Ker nastajanje plinskih velikanov traja dlje, disk snovi pa sčasoma izhlapi, je v planetarnih sistemih ponavadi več majhnih kot velikih planetov. Nasprotno pa se zvezde oblikujejo, ko se velikanski oblak plina razdrobi in se vsak del pod lastno gravitacijo sesede, pri čemer postaja manjši in gostejši. Podoben proces drobljenja bi se teoretično lahko zgodil tudi znotraj protoplanetarnih diskov. To bi lahko pojasnilo, zakaj so nekateri zelo masivni objekti milijarde kilometrov od svojih gostiteljskih zvezd, v območjih, kjer bi moral biti protoplanetarni disk preveč redek, da bi prišlo do akrecije, navajajo na spletni strani Webbovega teleskopa.

Raziskovalna ekipa se je osredotočila na 29 Cygni b, ker bi lahko nastal v kateremkoli od teh procesov. Tehta 15-krat več kot Jupiter in kroži okoli svoje zvezde na povprečni razdalji 2,4 milijarde kilometrov – približno tolikšna je razdalja med Uranom in Soncem. Gre za razmeroma mlado nebesno telo, temperatura na njem je okoli 1100 stopinj Celzija. Z izbiro ustreznih filtrov na teleskopu so lahko določili količino težjih kemijskih elementov. Našli so močne dokaze, da je 29 Cygni b v primerjavi s svojo gostiteljsko zvezdo 29 Cygni, ki je po sestavi podobna Soncu, obogaten s težjimi elementi. Količina težkih elementov, ki jih vsebuje, je enakovredna približno 150 Zemljam, so sporočili raziskovalci. To kaže, da je iz protoplanetarnega diska počrpal tudi velike količine s kovinami obogatenih trdnih snovi. Z nizom teleskopov Chara so še ugotovili, kako kroži okoli zvezde, in potrdili poravnavo, pričakovano za objekt, ki se je oblikoval iz protoplanetarnega diska. Vsi ti dokazi skupaj nakazujejo, da se je 29 Cygni b oblikoval znotraj protoplanetarnega diska s hitro akrecijo materiala. Raziskovalna ekipa bo preučila še tri podobne objekte. Članek z opisanimi ugotovitvami je bil objavljen v reviji Astrophysical Journal Letters.