Układ planetarny w bardzo wczesnym Wszechświecie

Artystyczna wizja gwiazdy HIP 11952 i jej dwóch planet – gazowych olbrzymów. Układ ten jest niezwykły, bowiem macierzysta gwiazda jest bardzo wiekowa i wykazuje znikomą metaliczność. Źródła: Timotheos Samartzidis

Astronomowie odkryli układ złożony z dwóch planet krążących wokół bardzo ubogiej w metale gwiazdy, której wiek oceniany jest na 12.8 miliarda lat.

Zespół europejskich astronomów odkrył „antyczny” układ planetarny. Prawdopodobnie zdołał on przeżyć burzliwe ery wczesnej ewolucji Kosmosu sprzed 13 miliardów lat. Układ składa się z macierzystej gwiazdy HIP 11952 i dwóch planet. Okrążają one gwiazdę z okresami 297 dni. Co ciekawe, podczas gdy planety zwykle formują się z obłoków gazu bogatych w pierwiastki ciężkie, gwiazda HIP 11952 złożona jest niemal wyłącznie z wodoru i helu. Odkrycie tego układu rzuca nowe światło na problem powstawania planet we wczesnym Wszechświecie – w czasach, gdy warunki fizyczne były nieco inne niż w czasach, gdy formował się nasz Układ Słoneczny i jemu podobne systemy.

Powszechnie zaakceptowany jest model powstawania planet, w którym formują się one z gazowo – pyłowego dysku otaczającego gwiazdę. Ale jeśli wgłębimy się w jego szczegóły, pojawia się wiele otwartych pytań. Niejasna jest na przykład kwestia, co właściwie sprawia, że planeta powstaje w takim dysku. Mając próbkę już ponad 750 pozasłonecznych układów planetarnych, astronomowie mogą wysnuć pewne wnioski na temat ich różnorodności. Jednak widać tu też pewne oczywiste trendy. Statystycznie rzecz biorąc, im bardziej gwiazda jest bogata w metale (w astronomii oznacza to wszystkie pierwiastki cięższe od helu i wodoru), tym większe prawdopodobieństwo, że posiada ona system planet.

Nasuwa się zatem kluczowe pytanie. W początkach swego istnienia Wszechświat zawierał niemal jedynie wodór i hel. Niemal wszystkie inne pierwiastki zostały wyprodukowane później we wnętrzach masywnych gwiazd, a następnie wyrzucone w przestrzeń kosmiczną przez wybuchy supernowych. Co zatem z planetami bardzo wczesnego Wszechświata ? Jeśli planety formują się głównie wokół gwiazd o dużej metaliczności, to czy są gwiazdy tak ubogie w metale, że wcale nie mogą posiadać planet? Jeśli tak, to kiedy w całej historii Wszechświata astronomowie powinni spodziewać się pierwszych systemów planetarnych ?

Grupa astronomów, w tym zespół badaczy z Instytutu Maxa Plancka w Heidelbergu, odkryła właśnie układ, który być może pomoże w znalezieniu odpowiedzi na te pytania. Zidentyfikowanie dwóch gazowych olbrzymów wokół gwiazdy HIP 11952 w gwiazdozbiorze Wieloryba (Cetus), w odległości  około 375 lat świetlnych od Ziemi, było wynikiem dedykowanego projektu – przeglądu gwiazd ubogich w metale. Same planety, oznaczone odpowiednio jako HIP 11952b i HIP 11952c, nie charakteryzują się żadnymi niezwykłymi właściwościami. Niezwykła jest tylko ich macierzysta, bardzo stara
gwiazda.

Klasyczne modele powstawania planet pokazują, że układy orbitujące wokół takich starych i ubogich w metale gwiazd to wyjątkowa rzadkość. Jednak – znamy już co najmniej dwa takie przypadki. „W 2010 znaleźliśmy pierwszy przykład takiego systemu, HIP 13044. Myśleliśmy wówczas, że może być to przypadek szczególny. Teraz wydaje się raczej, że może być więcej planet okrążających gwiazdy o małej metaliczności niż przypuszczaliśmy” - mówi Veronica Roccatagliata z Obserwatorium Uniwersytetu Monachijskiego w Niemczech.

Jednak układ HIP 13044 stał się sławny głównie ze względu na to, że pochodzi pośrednio z innej galaktyki – uformował się prawdopodobnie z pozostałości po galaktyce pochłoniętej przez Drogę Mleczną przed miliardami lat.

W porównaniu do innych układów pozasłonecznych HIP 11952 jest nie tylko skrajnie ubogi w metale, ale i wyjątkowo stary. Jego wiek ocenia się na 2.8 miliarda lat. „Jest to odkrycie archeologiczne na naszym podwórku” - przekonuje Johny Setiawan z Instytutu Maxa Plancka, główny badacz tego układu. „Najprawdopodobniej planety te powstały w czasach wczesnego dzieciństwa naszej własnej Galaktyki”.


Źródło:  Astronomy.com | Elżbieta Kuligowska

Liczba odsłon: 2040