Astronomi su otkrili neobično masivan i gust egzoplanet koji bi postojeće teorije o nastanku stjenovitih planeta mogao dovesti u pitanje.

Planet nazvan GJ 523b je 2.5 put širi i 23 puta teži od Zemlje. Takvi iznimno masivni, pretežno stjenoviti svjetovi neformalno se nazivaju 'mega-Zemljama', a posebna stvar oko upravo ovog je što ima iznenađujuće rijetku atmosferu.

'Ovo uopće nismo očekivali', rekao je Max Kroft, glavni autor istraživanja. Guste planete nije teško pronaći, no oni su obično znatno manji, poput Zemlje ili Merkura.

Planet koji ne odgovara očekivanjima

GJ 523b prvi je put identificiran kao kandidat pomoću NASA-inog satelita TESS. TESS traži egzoplanete promatrajući povremena smanjenja sjaja zvijezda kada planet prolazi ispred njih.

Astronomi su zatim zemaljski teleskop WIYN promjera 3,5 metara. Spektrografom su izmjerili gravitacijski utjecaj planeta na njegovu zvijezdu, što im je omogućilo precizniju procjenu njegovih svojstava.

Prema njihovim izračunima, ima gustoću od približno 126,82 grama po kubičnom inču. Oko svoje zvijezde obiđe jednom svakih 17,75 dana, a cijeli je planetarni sustav relativno mlad, oko 170 milijuna godina. Upravo kombinacija njegove veličine, mase i mladosti predstavlja problem za postojeće modele nastanka planeta.

Planeti najprije stvaraju jezgru od stijena i metala, nakon čega dovoljno masivna jezgra iz diska plina i prašine oko mlade zvijezde može početi privlačiti vodik i helij. U Sunčevu sustavu smatra se da su Jupiter i Saturn počeli brzo nakupljati svoje goleme plinovite omotače kada su njihove jezgre dosegnule približno 20 Zemljinih masa.

GJ 523b već je iznad tog praga. Ipak, umjesto da postane plinom bogat svijet, čini se da je ostao uglavnom stjenovit. 'Pitanje je zašto ovaj planet nije učinio isto ako je 20 puta veći od Zemlje?' pita se Kroft.

Što se dogodilo s atmosferom?

Jedno moguće objašnjenje jest da je GJ 523b u početku imao debelu atmosferu, ali ju je kasnije izgubio. Druga mogućnost je puno dramatičnija: planet je možda nastao sudarom dvaju planeta.

Takav bi sudar mogao stvoriti veći stjenoviti svijet, dok bi ogromna količina plinovitih omotača bila izbačena u svemir. Pojam 'mega-Zemlja' koristi se već više od desetljeća za opisivanje iznimno masivnih stjenovitih egzoplaneta, ali ne predstavlja službeno definiranu kategoriju. Pronalaženje dodatnih planeta poput GJ 523b moglo bi pomoći astronomima da utvrde jesu li takvi svjetovi rijetke iznimke ili pripadaju široj skupini planeta.

'Teško je zaključivati o nastanku planeta općenito na temelju uzorka od jednog planeta', rekao je Kroft. Ako bi astronomi pronašli 20 ili 30 sličnih planeta, mogli bi se početi pojavljivati jasniji obrasci. Istraživanje je zasad dostupno na arXivu i još nije prošlo stručnu recenziju.