Tým vědců s pomocí evropské družice CHEOPS objevil planetární systém, který porušuje základní pravidla vzniku planet. Místo plynných obrů vně systému končí LHS 1903 kamenným světem – a ukazuje, že vesmírná architektura může být mnohem rozmanitější, než jsme si dosud mysleli.
Celá desetiletí jsme si mysleli, že vesmír, alespoň co se týče planetárních systémů, se řídí poměrně jasným vzorcem. Stejně jako v naší sluneční soustavě obíhají kamenné světy (Merkur, Venuše, Země a Mars) blízko Slunce. Dále se objevují plynní obři, jako jsou Jupiter a Saturn, a ještě dále ledoví obři Uran a Neptun. Nejdřív skály, potom plyn. Toto schéma nepopisuje pouze naše vesmírné okolí: v Mléčné dráze se opakuje překvapivě často. Nebo tomu tak bylo dříve.
Od poloviny devadesátých let, kdy byla potvrzena první planeta kolem hvězdy podobné Slunci, katalogizovali astronomové již více než pět tisíc exoplanet. Po tomto sčítání se zdálo, že obecný recept je víceméně jasný: malé, husté planety vznikají v blízkosti hvězdy, kde je vysoká teplota a dostatek pevného materiálu, zatímco plynní obři se shromažďují dále, v chladných oblastech protoplanetárního disku, kde se může hromadit plyn a zůstávat vázán na planetární jádra. Výjimky existovaly, ale týkaly se spíše detailů – velikostí, složení, excentrických oběžných drah – nikoli celkové struktury systému.
Mezinárodní tým vedený Thomasem Wilsonem z University of Warwick objevil díky kosmickému dalekohledu CHEOPS Evropské kosmické agentury (ESA) planetární systém, který se tomuto řádu zcela vymyká. Při studiu hvězdy LHS 1903 (červený trpaslík vzdálený 116 světelných let od Země) identifikoval Wilsonův tým čtyři planety, jejichž architektura se vymyká klasickým modelům vzniku planet.
LHS 1903 je ve srovnání se Sluncem malá a chladná hvězda: je přibližně o polovinu menší a vyzařuje mnohem méně světla. Takové hvězdy, známé jako červení trpaslíci nebo M trpaslíci, jsou v Galaxii nejhojnější a staly se hlavním cílem pro hledání exoplanet, protože jejich nižší jasnost usnadňuje detekci slabého ztemnění planety při přechodu před nimi. Dalekohled CHEOPS – speciálně navržený pro měření těchto přechodů s vysokou přesností – umožnil detailně rekonstruovat architekturu systému.
U LHS 1903 odpovídají první tři planety očekávanému: kamenný svět velmi blízko hvězdy, následovaný dvěma plynnými planetami. Čtvrtá a nejvzdálenější planeta je však skutečným překvapením: je také kamenná. Jinými slovy, soustava začíná jako ta naše a končí přesně naopak, než by měla.
„Tato zvláštní neuspořádanost z ní dělá jedinečný, vzhůru nohama obrácený systém,“ říká Wilson. Skalnaté planety obvykle nevznikají daleko od své hvězdy, na rozdíl od plynných světů.
Abychom pochopili, proč je to tak šokující, stojí za to připomenout si standardní scénář. Podle tradičních modelů se planety rodí v disku plynu a prachu obklopujícím nově vzniklou hvězdu. V blízkosti hvězdy je teplo tak intenzivní, že zde mohou kondenzovat pouze nejžáruvzdornější materiály – horniny a kovy; zde vznikají kamenná jádra. Ve větší vzdálenosti, kde jsou teploty nižší, tuhne vodní led a další těkavé sloučeniny, které poskytují mnohem více surovin. Tato masivnější jádra mohou přitahovat a udržovat velké obálky vodíku a helia, čímž vznikají plynní obři.
The discovery is published today in @ScienceMagazine, in a paper titled ‘Gas-depleted planet formation occurred in the four-planet system around the red dwarf LHS 1903’ 👉 https://t.co/bs45CvWbW2
— ESA Science (@esascience) February 12, 2026
Kromě toho hvězdné záření a hvězdný vítr mají tendenci smést plynné atmosféry velmi blízkých planet a zanechat za sebou hustá, pevná jádra. Ve větší vzdálenosti, kde je záření méně intenzivní, se plyn může nahromadit a zůstat. Typický výsledek: uvnitř jsou horniny, vně plynní obři. U LHS 1903 se však zdá, že vnější planeta se tímto scénářem neřídila. Podle teorie buď ztratila atmosféru, nebo se u ní vůbec nevytvořila. Wilsonův tým zvažoval několik možností. Možná si planety po gravitační interakci vyměnily pozice – jev známý jako migrace planet. Nebo možná kamenná planeta ztratila atmosféru při prudké srážce s jiným masivním tělesem. Tyto hypotézy však neodpovídaly zjištěným údajům.
Pokud by planety migrovaly chaoticky, očekávali bychom silně excentrické nebo nakloněné dráhy, známky blízkých setkání a minulých perturbací. Dráhy LHS 1903 se však zdají být relativně uspořádané a stabilní. Neexistují ani žádné jasné známky nedávné katastrofické srážky, jako je anomální hustota nebo vysoce excentrická dráha vnější planety. V době zrodu soustavy se muselo stát něco jiného.
Místo toho autoři studie nalezli důkazy, že čtyři planety se nezrodily současně, jak se často předpokládá, ale jedna po druhé v procesu známém jako planetární formace zevnitř ven. Podle tohoto scénáře se nejprve zformuje nejvnitřnější planeta, která „vymetá“ dostupný materiál kolem sebe. Poté se zformuje další a tak dále. Každá nová planeta se rodí do prostředí, které již bylo upraveno předchozími planetami.
Myšlenka vzniku „zevnitř ven“ není zcela nová: některé teoretické modely již dříve naznačovaly, že v některých protoplanetárních discích se pevná hmota může hromadit v prstencích v blízkosti hvězdy a dát vzniknout řetězci planet, které se formují postupně a vytlačují zbývající materiál. Novinkou v LHS 1903 je, že poprvé byl pozorován model, který dobře odpovídá takové posloupnosti, a navíc s extrémním důsledkem: kamenná planeta na periferii systému, v němž dominují přechodné plynné světy.
„Když se tato poslední vnější planeta zformovala, systém již mohl být vyčerpán plynem, který je považován za životně důležitý pro vznik planet,“ dodává Wilson. A přesto zde máme malý kamenný svět, který se vymyká očekávání. Zdá se, že jsme našli první důkaz planety, která se zformovala v prostředí chudém na plyn.
Zjednodušeně řečeno, první tři planety by přišly „včas“, aby využily plyn v disku a přinejmenším ve dvou případech si vytvořily smysluplné plynné obálky. Čtvrtá by se naopak zrodila příliš pozdě: než by se její jádro sestavilo, plyn by se buď rozptýlil, nebo by byl spotřebován. Výsledkem je kompaktní kamenná planeta, která se nachází v místě, kde by podle klasických modelů měl být plynný obr.
Pokud je tato interpretace správná, sledovali bychom něco hlubšího než jen podivnost: vodítko, že planetární systémy se mohou vyvíjet mnohem rozmanitějšími způsoby, než jsme si představovali. Teorie vzniku planet byly po dlouhou dobu silně ovlivněny jediným příkladem: tou naší.
„Historicky jsou naše teorie vzniku planet založeny na tom, co vidíme a víme o naší sluneční soustavě,“ říká Isabel Rebollido, vědkyně z Evropské kosmické agentury. S tím, jak pozorujeme stále více různých exoplanetárních systémů, začínáme tyto teorie revidovat.
Rozmanitost zjištěná v posledních letech – spálené superzemě, oceánské světy, obří planety na nemožných oběžných drahách – již začala nabourávat představu, že sluneční soustava je univerzální forma. LHS 1903 jde ještě o krok dál: její architektura není jen exotická, ale strukturálně odporuje převládajícímu vzoru.
Abychom si udělali představu o tom, nakolik tento objev zapadá do širšího obrazu, stačí si připomenout některé z nejpozoruhodnějších dosud objevených systémů. Například Kepler-11 hostí šest těsně na sebe navazujících planet, které jsou všechny větší než Země a mají nízkou hustotu – jde o jakousi „zmáčknutou“ verzi naší sluneční soustavy. TRAPPIST-1 má zase sedm planet velikosti Země na extrémně kompaktních oběžných drahách kolem červeného trpaslíka, který je ještě chladnější než LHS 1903. A pak jsou tu takzvané „horké Jupitery“, plynní obři, kteří obíhají tak blízko své hvězdy, že jeden oběh dokončí za několik dní.
Všechny tyto systémy si již vynutily pohrávání si s modely vzniku a migrace planet. Ve většině případů však celková posloupnost – malé planety dovnitř, velké ven – zůstala víceméně zachována, i když stlačená nebo posunutá. LHS 1903 přesně tuto posloupnost porušuje a umisťuje kamennou planetu tam, kde teorie očekávaly plyn.
Pro Maximiliana Günthera, vědeckého pracovníka projektu CHEOPS v ESA, jsou právě tato zjištění smyslem existence mise: „Velká část toho, jak se planety formují a vyvíjejí, zůstává záhadou. Hledání takových vodítek k vyřešení této hádanky je přesně to, co si mise CHEOPS vytkla za cíl.“
Družice CHEOPS (CHaracterising ExOPlanet Satellite) není určena k objevování tisíců nových světů, ale ke studiu těch, o kterých již víme podrobněji. Jejím cílem je s vysokou přesností měřit velikost planet přecházejících před svými hvězdami a kombinovat tato data s měřeními hmotnosti získanými ze Země pomocí spektrografů, jako jsou HARPS nebo ESPRESSO. Tato kombinace umožní zjistit hustotu planet, což je klíčové vodítko pro určení, zda se jedná o planety kamenné, bohaté na vodu nebo s převahou plynu.
V případě LHS 1903 tato strategie umožnila jasně rozlišit, které planety mají významné plynné obálky a které ne. Právě tento rozdíl spolu s polohou jednotlivých planet v systému odhalil charakter formování zevnitř ven planetární architektury. Bez přesných měření, jako jsou ta z CHEOPS, by tento systém mohl být vydáván za další na seznamu.
Velkou otázkou nyní je, zda je LHS 1903 izolovanou anomálií, nebo prvním členem nové třídy planetárních systémů. Pokud existuje více vnějších kamenných světů vzniklých v prostředí chudém na plyn, bude nutné rozšířit současné modely tak, aby zahrnovaly i tuto alternativní cestu vzniku. To by znamenalo přehodnotit, kdy, kde a jak se planety skládají a za jakých podmínek mohou vznikat pevné světy v oblastech, o kterých jsme si mysleli, že jsou vyhrazeny plynným obrům. Každý nově objevený systém je nakonec připomínkou něčeho zásadního ve vědě: vesmír není povinen přizpůsobovat se našim očekáváním nebo zkušenostem.
Příštích několik let bude rozhodujících pro určení, zda je LHS 1903 statistickou zvláštností, nebo špičkou ledovce. Vesmírné mise, jako je NASA TESS a ESA PLATO (která bude teprve vypuštěna), budou pokračovat v objevování a charakterizování systémů kolem červených trpaslíků a hvězd podobných Slunci. Kosmický dalekohled Jamese Webba již začíná analyzovat atmosféry některých exoplanet, což nám umožní ověřit, do jaké míry přítomnost či nepřítomnost plynu odpovídá scénářům, jako je ten navržený pro LHS 1903.
Pokud bude nalezeno více systémů „vzhůru nohama“, budou muset modely vzniku planet systematicky zahrnovat možnost postupného vzniku zevnitř ven s postupným vyčerpáváním plynu. To by mělo vliv nejen na to, jak chápeme rozložení hmotností a velikostí planet, ale také na tak zásadní otázky, jako je četnost potenciálně obyvatelných kamenných světů v galaxii. Ve vesmíru, kde se i pořadí planet může převrátit naruby, se zdá být rozmanitost možných světů větší, než jsme si představovali.