Astronomowie zaobserwowali rzadki układ planetarny na wczesnych etapach jego rozwoju, odkrywając, że młode planety w rzeczywistości tracą gęstość wraz z wiekiem. Układ V1298 Tau składa się z czterech planet krążących wokół gwiazdy mającej zaledwie 20 milionów lat – czyli mgnienie oka w kategoriach kosmicznych w porównaniu z 4,5 miliarda lat naszego Słońca. Odkrycie zapewnia cenny wgląd w to, jak powstają powszechne konfiguracje planet, zwłaszcza superziemi i podNeptunów, które dominują w Drodze Mlecznej, ale nie występują w naszym Układzie Słonecznym.
„Brakujące ogniwo” w formacji planetarnej
Przez lata astronomowie zastanawiali się, w jaki sposób planety wielkości od Ziemi do Neptuna trafiają na bliskie orbity wokół gwiazd. System V1298 Tau zapewnia migawkę tego procesu, rejestrując planety w latach ich powstawania, zanim w pełni się ustabilizują.
„Najbardziej ekscytujące jest to, że widzimy zapowiedź tego, jak stanie się bardzo zwyczajny układ planetarny” – mówi główny autor John Livingston.
Planety są niezwykle lekkie – prawie jak pianka – co oznacza, że mają bardzo małą gęstość. Oczekuje się, że z biegiem czasu te rozdęte światy pozbędą się swojej gęstej atmosfery, stając się gęstszymi superziemiami i pod-Neptunami.
Jak dokonano odkrycia
Planety zostały po raz pierwszy dostrzeżone w 2019 roku przez teleskop Keplera, ale ich dokładne właściwości pozostały nieznane. Naukowcy spędzili prawie dekadę śledząc planety przechodzące przed swoją gwiazdą (technika zwana obserwacją tranzytu), mierząc padanie światła gwiazd, aby określić ich rozmiar i okres orbitowania.
Kluczowy przełom nastąpił, gdy teleskopy naziemne wykryły dodatkowy tranzyt najbardziej zewnętrznej planety, co umożliwiło naukowcom udoskonalenie jej orbity i modelowanie interakcji grawitacyjnych w układzie. Następnie zespół wykorzystał te dane do obliczenia mas planet i stwierdził, że są one znacznie mniej gęste, niż oczekiwano.
Implikacje dla ewolucji planet
Wyniki pokazują, że młode planety ewoluują szybciej, niż wcześniej sądzono, tracąc masę i zapadając się szybciej, niż przewidują standardowe modele. Oznacza to, że wczesne etapy rozwoju planet są bardziej chaotyczne, niż kiedykolwiek sądzono, a w pewnych warunkach atmosfery szybko ulegają rozpadowi.
Przez miliardy lat te puszyste planety będą nadal kurczyć się, tworząc zwarte super-Ziemie i pod-Neptuny rozproszone po całej galaktyce. Obserwując ten proces z pierwszej ręki, astronomowie mogą testować i udoskonalać teorie dotyczące ewolucji układów planetarnych.
Odkrycie podkreśla dynamiczną naturę powstawania planet, podważając stare założenia dotyczące powstawania powszechnych konfiguracji planet. System V1298 Tau stanowi ważny punkt orientacyjny w zrozumieniu ewolucji światów poza naszym.
