Ένα εξωπλανητικό σύστημα σε απόσταση περίπου 116 ετών φωτός από τη Γη φαίνεται να αμφισβητεί τα καθιερωμένα μοντέλα πλανητικού σχηματισμού. Σύμφωνα με πρόσφατη μελέτη, που βασίστηκε σε παρατηρήσεις διαστημικών και επίγειων οργάνων της NASA και της European Space Agency, τέσσερις πλανήτες σε τροχιά γύρω από τον LHS 1903 — έναν ερυθρό νάνο χαμηλής μάζας — εμφανίζουν μια διαμόρφωση που αποκλίνει από το επικρατούν θεωρητικό πρότυπο.
Συγκεκριμένα, ο εσώτατος πλανήτης είναι βραχώδους σύστασης, ακολουθούμενος από δύο πλανήτες πλούσιους σε αέρια, ενώ ο εξώτατος πλανήτης είναι εκ νέου βραχώδης. Η διάταξη αυτή αντιστρέφει το πρότυπο που παρατηρείται τόσο στο Solar System όσο και σε μεγάλο αριθμό εξωπλανητικών συστημάτων, όπου οι βραχώδεις πλανήτες εντοπίζονται σε μικρές αποστάσεις από το μητρικό άστρο και οι αέριοι γίγαντες σε μεγαλύτερες τροχιακές ακτίνες.
Θεωρητικό υπόβαθρο σχηματισμού πλανητών
Η επικρατούσα θεωρία υποστηρίζει ότι οι πλανήτες σχηματίζονται εντός πρωτοπλανητικών δίσκων αερίου και σκόνης που περιβάλλουν νεαρά άστρα. Στις εσωτερικές περιοχές των δίσκων, όπου επικρατούν υψηλές θερμοκρασίες, πτητικές ενώσεις — όπως το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα — παραμένουν σε αέρια φάση. Αντίθετα, υλικά με υψηλό σημείο τήξης, όπως τα πυριτικά ορυκτά και ο σίδηρος, μπορούν να συμπυκνωθούν και να σχηματίσουν στερεούς κόκκους, οδηγώντας στη δημιουργία βραχωδών πλανητών.
Πέρα από τη λεγόμενη «γραμμή χιονιού», όπου οι θερμοκρασίες επιτρέπουν τη συμπύκνωση πτητικών ενώσεων σε πάγο, αυξάνεται δραστικά η διαθέσιμη στερεή μάζα. Αυτό διευκολύνει την ταχεία ανάπτυξη πλανητικών πυρήνων. Όταν ένας τέτοιος πυρήνας υπερβεί περίπου τις δέκα γήινες μάζες, η βαρυτική του έλξη καθίσταται επαρκής για τη συσσώρευση μεγάλων ποσοτήτων υδρογόνου και ηλίου, οδηγώντας — υπό κατάλληλες συνθήκες — στη δημιουργία αέριων γιγάντων.
Ο εξωτερικός βραχώδης πλανήτης ως θεωρητική πρόκληση
Στο σύστημα του LHS 1903, ο εξώτατος πλανήτης, LHS 1903 e, διαθέτει ακτίνα περίπου 1,7 φορές μεγαλύτερη από εκείνη της Γης και κατατάσσεται στην κατηγορία των «υπερ-Γαιών», δηλαδή πλανητών με αυξημένη μάζα αλλά συγκρίσιμη πυκνότητα και πιθανώς παρόμοια σύσταση με τη Γη. Η παρουσία ενός τέτοιου βραχώδους σώματος σε εξωτερική τροχιά, πέρα από δύο αέριους πλανήτες, δεν συνάδει με τις απλές εκδοχές του προτύπου πυρηνοσυσσώρευσης.
Η σχετική μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, με πρώτο συγγραφέα τον Thomas Wilson του Πανεπιστημίου του Γουόρικ, προτείνει ότι οι πλανήτες του συστήματος ενδέχεται να σχηματίστηκαν σε χρονικά και περιβαλλοντικά διαφοροποιημένες φάσεις του πρωτοπλανητικού δίσκου. Μία πιθανή ερμηνεία είναι ότι ο εξωτερικός βραχώδης πλανήτης σχηματίστηκε σε μεταγενέστερο στάδιο, όταν η διαθεσιμότητα αερίου είχε ήδη μειωθεί, περιορίζοντας έτσι την περαιτέρω αέρια συσσώρευση.
Επιπτώσεις για τα μοντέλα πλανητικής αρχιτεκτονικής
Η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι η αρχιτεκτονική των πλανητικών συστημάτων ενδέχεται να είναι αποτέλεσμα πιο σύνθετων και δυναμικών διεργασιών από όσες περιγράφονται στα κλασικά μοντέλα. Φαινόμενα όπως η μετανάστευση πλανητών, οι χρονικές μεταβολές στη δομή του δίσκου και οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ πλανητικών σωμάτων ενδέχεται να διαδραματίζουν καθοριστικό ρόλο.
Το σύστημα του LHS 1903 προσφέρει, συνεπώς, ένα ιδιαίτερα χρήσιμο φυσικό εργαστήριο για τη διερεύνηση της ποικιλότητας των πλανητικών διαμορφώσεων στον Γαλαξία, υποχρεώνοντας την επιστημονική κοινότητα να επανεξετάσει βασικές παραδοχές σχετικά με τη διαδικασία γέννησης και εξέλιξης των πλανητικών συστημάτων.