Dwóch astronomów z Wielkiej Brytanii wykazało, że niektóre gigantyczne planety krążące daleko od swoich gwiazd macierzystych zostały prawdopodobnie przechwycone z układów planetarnych innych gwiazd. Wykorzystując symulacje komputerowe, Richard Parker i Emma Daffern-Powell z University of Sheffield wykazali, że gigantyczne planety odkryte niedawno przez misję BEAST – i nazwane „BEASTies” – zostały prawdopodobnie wyrzucone ze swoich pierwotnych układów wkrótce po ich utworzeniu, a następnie zostały przechwycone przez inne gwiazdy.
Układy planetarne odkryte dotychczas przez astronomów wykazują niezwykłą różnorodność. W systemach takich jak TRAPPIST-1 kilka małych, skalistych planet może być ciasno upakowanych na orbitach blisko swoich gwiazd macierzystych. W przeciwieństwie do tego, planety wielkości Jowisza zostały odkryte na orbitach setek jednostek astronomicznych (au, odległość od Ziemi do Słońca) od swoich gospodarzy – często kwestionując uprzedzenia astronomów dotyczące formowania się układów planetarnych.
W 2021 roku badanie B-star Exoplanet Abundance Study (BEAST) odkryło dwie planety wielkości Jowisza krążące wokół gwiazd typu OB. Są to gorące gwiazdy o masach co najmniej 2.4 razy większych od Słońca. Obecne teorie sugerują, że intensywne promieniowanie emitowane przez gwiazdy typu OB powinno odparować dyski materii tworzącej planety, które pierwotnie je otaczały – wykluczając powstawanie planet. Dodając do tajemnicy ich istnienia, jedna z BEASTies krąży wokół swojego gospodarza w odległości 556 au, czyli ponad 10 razy większej niż odległość między Plutonem a Słońcem.
Teraz Parker i Daffern-Powell opracowali wyjaśnienie powstania BEASTies. Jak sugerowano w poprzednich badaniach, powinna istnieć możliwość wymiany planet między układami planetarnymi. Może to nastąpić po tym, jak planeta zostanie w jakiś sposób wyrzucona ze swojej pierwotnej gwiazdy macierzystej i przechwycona przez inną gwiazdę, gdy wędruje przez przestrzeń międzygwiezdną. Inną możliwością jest kradzież planety, gdy dwie gwiazdy zbliżają się do siebie.
Regiony słabo zaludnione
Na pierwszy rzut oka takie scenariusze wydają się wysoce nieprawdopodobne, zwłaszcza że gwiazdy OB występują zwykle w mniej zaludnionych regionach galaktyki. Jednak niektórzy astronomowie uważają, że gwiazdy OB mogły powstawać w żłobkach o znacznie większej gęstości gwiazd. Potem nastąpił okres, w którym gwiazdy szybko się od siebie oddalały. W takim scenariuszu wymiany planet między gwiazdami mogłyby zachodzić znacznie łatwiej w tych gęstych obszarach.
Płynny metal, rubin i szafir mogą spaść na ogromną egzoplanetę
Aby zbadać ten pomysł, duet z Sheffield przeprowadził komputerowe symulacje gwiezdnych żłobków, aby oszacować, jak łatwo mogą wystąpić te planetarne napady. Ich wyniki pokazały, że przechwycenie miało miejsce średnio raz w ciągu pierwszych 10 milionów lat ewolucji gęstego obszaru gwiazdotwórczego. Symulacje sugerują również, że BEASTies były bardziej prawdopodobne, że zostały schwytane jako swobodnie unoszące się planety niż bezpośrednio skradzione, biorąc pod uwagę kształty i rozmiary ich orbit.
To odkrycie potwierdza tezę, że planety krążące w odległości większej niż 100 au od swoich gwiazd macierzystych nie zajmują już układów, w których się pierwotnie uformowały. Wyniki duetu dostarczają ważnych wskazówek dla przyszłych obserwacji misji BEAST i pomagają lepiej wyjaśnić ogromną różnorodność układów planetarnych, które obserwujemy dzisiaj.
Badania opisano w Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
