Jättimäinen planeetta löytyi väärästä paikasta – löytö haastaa vallitsevaa teoriaa planeettojen muodostumisesta

Havainto ei ole ihan arkipäiväinen. Se haastaa teorian planeettojen muodostumisesta. Havainnot julkistettiin Science-lehdessä.

– Tämä on jännittävää, koska olemme pohtineet pitkään, voivatko Jupiterin ja Saturnuksen tapaiset (isot) planeetat muodostua noin pienen tähden ympärille, sanoo professori Peter Wheatley englantilaisesta Warwickin yliopistosta Britannian yleisradioyhtiö BBC:lle.

GJ3512 on M-tyypin punainen kääpiö -tähti. Ne ovat yleisimpiä kotigalaksissamme. Punaiset kääpiöt ovat Aurinkoamme pienempiä, kevyempiä ja himmeämpiä tähtiä.

"Tällaisia planeettoja ei pitäisi olla olemassa"

– Yleinen käsitys on ollut, ettei tällaisia planeettoja ole olemassa. Emme ole kuitenkaan voineet olla varmoja, koska pienet tähdet ovat hyvin himmeitä, minkä takia niitä on vaikea tutkia, vaikka ne ovat paljon yleisempiä kuin Auringon kaltaiset tähdet, Wheatley kertoo.

GJ3512:n massa on planeetta GJ3512b:tä suurempi, mutta niiden välinen kokoero on pienempi kuin Auringon ja Jupiterin välinen. Havaitun tähden massa suhteessa planeettaansa on korkeintaan 270-kertainen, kun Auringon massa verrattuna Jupiteriin on noin 1050-kertainen.

Tähti ja planeetta havaittiin Espanjassa ja Yhdysvalloissa olevilla teleskoopeilla. Tähti on 284 biljoonan kilometrin päässä meistä.

Tähän asti on tietokonesimulaatioin teoretisoitu, että vain pieniä planeettoja, Maan tai supermaan kokoisia, muodostuu kiertämään M-tyypin tähtiä.

Suurempi kuin mallit ennustavat

– GJ 3521b on kuitenkin jättiplaneetta, jonka massa on noin puolet Jupiterista. Se on ainakin yhtä suuruusluokkaa massiivisempi kuin teoreettisten mallien ennustamat planeetat pienille tähdille, pohtii tutkimukseen osallistunut professori Christoph Mordasini sveitsiläisestä Bernin yliopistosta BBC:lle.

Havainto sotkee tähtitietelijöiden ympyröitä planeettojen synnystä

Wheatleyn mukaan jättiplaneetat muodostuvat jäisenä ytimenä, joka kiertää kaukana nuorta tähteä sitä ympäröivässä kaasu- ja pölykiekossa, ja saa nopeasti lisää kokoa ja massaa vetäen kaasua ja muuta ainesta puoleensa.

Pientä tähteä ympäröivä kaasu-, pöly- ja hiukkaskiekko ei kuitenkaan sisällä riittävästi materiaa muodostamaan isoa planeettaa. Tai sen ei pitäisi sisältää riittävästi.

Tutkimuksen päätelmän mukaan GJ 3521b onkin muodostunut nopeasti ympäröivän kaasukiekon romahtaessa osittain oman painovoimansa vaikutuksesta.

Tällainen romahdus voi tapahtua, kun kaasukiekko ja tähteä ympäröivä pöly on yli noin yhden kymmenesosan tähden massasta.

Tähden painovoima ei tuolloin enää riitä pitämään kiekkoa vakaana. Kiekon aines vetäytyy sisäänpäin ja muodostaa painovoiman kasassa pitämän möhkäleen, josta syntyy ajan myötä planeetta.

Jättiplaneetta syntyy kaukana tähdestä

Tutkijat päättelevät, että tällainen jättiplaneetan muodostuminen voi tapahtua kaukana tähdestä, kun vallitseva malli planeetan muodostumisesta jäisen ytimen ympärille tapahtuu lähempänä tähteä.

Tähtitieteen professorin Wheatleyn mukaan vain GJ 3521:tä suuremmat tähdet kykenevät muodostamaan ympärilleen planeetan, joka on ’kasvanut’ jäisen ytimen ympärille, ja joka on vetänyt puoleensa massaa ympäröivästä kaasu- ja pölykiekosta.

Niinpä GJ 3521:n kokoiset ja sitä pienemmät kääpiöt voivat saada kiertoradalleen jättiplaneetan vain kaukana tapahtuneella, yllä mainitulla kaasukiekon osittaisella romahtamisella.

GJ 3521b lähentynyt paljon emotähteään

Tutkijat arvioivat Sciencessa, että GJ 3521b on lähentynyt emotähteään pitkän matkan, sillä sen etäisyys GJ 3521:sta on vähemmän kuin Maan etäisyys Auringosta.

Tutkijat ovat GJ 3521 ja GJ 3521b:stä akateemisen hillitysti innoissaan.

– Havainto saa meidät tarkistamaan mallejamme, toteaa tutkimukseen osallistunut Hubert Klahr saksalaisesta Max Planckin tähtitieteen instituutista.

Voi hyvinkin olla, että GJ 3521b ei kierrä punaista kääpiötään yksin.

Planeetan kierorata tähden ympäri on ovaalinmuotoinen, ja kestää 204 vuorokautta.

Suuren osan näistä päivistä se viettää lähellä emotähteään, lähempänä kuin Merkurius Aurinkoa. Tutkijat pähkäilevät jättiplaneetan oudon kiertoradan johtuvan siitä, että siihen vaikuttavat toiset, sitä kauempana kiertävät jättiplaneetat.