Pravidla, o kterých jsme si mysleli, že jim rozumíme, pokud jde o vznik planet, právě dostala nečekanou ránu.

Kanadští vědci zjistili, že subneptuny, nejběžnější typ planet v naší galaxii, se jen zřídka objevují na oběžné dráze kolem červených trpaslíků, nejběžnějších hvězd v Mléčné dráze. Toto zjištění, které bylo nedávno publikováno v časopise The Astronomical Journal, je nejen překvapivé: zpochybňuje jeden z mechanismů, jimiž astronomové vysvětlovali přeměnu jednoho typu planet v jiný.

Naše sluneční soustava, vzácný případ

Abychom pochopili, proč je tento objev důležitý, je třeba si uvědomit, jak málo reprezentativní je naše vesmírné okolí. Merkur, Venuše, Země a Mars jsou malé, kamenné světy; Jupiter a Saturn jsou plynem zahalení obři; Uran a Neptun jsou ledoví obři. Dlouhou dobu nám těchto osm příkladů stačilo k tomu, abychom si představili, jak by planeta mohla vypadat. To se změnilo v roce 1995, kdy byla potvrzena první planeta mimo naši sluneční soustavu. Od té doby se seznam rozrostl na více než 5 000 exoplanet a ukázalo se, že galaktický bestiář planet je mnohem pestřejší, než jsme si představovali.

Zarážející je, že nejčastější typy planet v galaxii nejsou zastoupeny ani v naší sluneční soustavě. Našich osm planet představuje nepatrný zlomek všech možných světů. Nejde jen o to, že jsme nedostatečně zastoupeni: zcela nám chybí planety, které dominují vesmírným statistikám.

Protagonisté: subneptuny a superzemě

Pokud se podíváme na soupis exoplanet bez ohledu na to, kolem jaké hvězdy obíhají, nejpočetnější jsou takzvané subneptuny, následované superzeměmi. Subneptuny jsou plynné světy podobné Neptunu, ale menší velikosti, zatímco superzemě jsou kamenné planety podobné té naší, ale podstatně větší. Hranice velikosti mezi oběma kategoriemi je poměrně nejasná a odborníci se domnívají, že část vysvětlení spočívá v jevu známém jako fotoevaporace. K tomuto procesu dochází, když intenzivní záření hvězdy zbaví planetu plynné atmosféry a zanechá ji v podstatě jako kamenný svět. Jinými slovy, superzemě by mohla být subneptunem, který ztratil svůj plynný obal.

Nejběžnější hvězdy v galaxii

Stejně jako nejsou všechny planety stejné, nejsou stejné ani všechny hvězdy. Ty, které se hmotností a teplotou podobají našemu Slunci, představují v naší galaxii menšinu. Staletí katalogizace hvězd jasně ukázala, že skutečnými hvězdami Mléčné dráhy jsou červení trpaslíci, hvězdy, jejichž hmotnost se pohybuje od 8 % do 40 % hmotnosti Slunce. Jejich označení ‚červené‘ je dáno jejich nižší povrchovou teplotou: podobně jako se plamen zapalovače mění z modré na žlutou a nakonec na červenou, když ztrácí energii, vyzařují tyto hvězdy méně záření než Slunce a mnohem méně než modří obři, jako je Bellatrix, Rigel nebo hvězdy hvězdokupy Plejády. Jsou to takříkajíc standardní hvězdy vesmíru.

Zjištění, které nesedí

Pokud by fotoevaporace byla dominantním mechanismem přeměny subneptunů na superzemě, astronomové by očekávali, že najdou více superzemí v okolí jasných, energetických hvězd, které jsou schopny účinně zbavit planety atmosféry. Kolem červených trpaslíků, kteří jsou příliš slabí na to, aby planety zbavili plynu, by se měly hromadit subneptuny.

Vědci z McMasterovy univerzity v Kanadě však zjistili pravý opak. Po sledování dat shromážděných družicí TESS, vesmírnou observatoří určenou k hledání exoplanet pomocí tranzitní metody, zjistili, že červení trpaslíci na svých oběžných drahách téměř žádné subneptuny nehostí a místo toho jsou obklopeni superzeměmi. Zdá se, že hvězdy, které podle současných modelů nemají dostatek energie na to, aby planetu zbavily atmosféry, přesně to udělaly, nebo se tyto kamenné planety zformovaly cestou, kterou zatím nechápeme.

Přehodnocení původu planet

Erik Gillis, doktorand na katedře fyziky a astronomie McMasterovy univerzity a první autor studie, shrnuje: „Chceme-li pochopit vznik planet a původ života, potřebujeme mít úplnou představu o tom, jak planety vznikají a z čeho se skládají. Tento výzkum nás k tomu přibližuje.„

Odborníci na vznik planet uznávají, že mnohé hypotézy bude jistě nutné revidovat. Koneckonců, vědecká komunita se snaží odvodit univerzální pravidla z malého vzorku: naší sluneční soustavy a v nejlepším případě několika tisíc známých exoplanet v galaxii, která je domovem nejméně 100 miliard planet, ve vesmíru, který může obsahovat až dva biliony galaxií. Ještě je před námi dlouhá cesta, ale objevy, jako je tento, potvrzují, že příroda má ještě spoustu možností, jak nás překvapit.