Elias 2-24 b najmłodszą znaną egzoplanetą

Archiwalne zdjęcia z Kecka pokazują planetę

Andrea Bernardi, doktorant na Universidad Diego Portales w Chile, kierował zespołem, który ponownie przeanalizował archiwalne obserwacje koronograficzne z Obserwatorium W. M. Kecka na Hawajach. Obserwacje obejmowały siedem młodych gwiazd, każdą otoczoną dyskiem gazu, pyłu i lodu. Koronograf zasłania większość blasku gwiazdy, dzięki czemu astronomowie mogą zarejestrować światło znacznie słabszego obiektu tuż obok. W dysku wokół Elias 2-24 zespół znalazł słabe źródło w przerwie.

Wcześniejsze obserwacje ALMA ujawniły przerwę, a później Very Large Telescope Europejskiego Obserwatorium Południowego dostrzegł w niej słaby punkt światła. Pozostawało otwarte pytanie, czy ten punkt to planeta, artefakt obrazowania czy gwiazda w tle. Zdjęcia z Kecka z 2018 i 2020 r. rozstrzygnęły sprawę: punkt poruszał się po orbicie, więc był związany z Elias 2-24.

Bernardi mówi, że teoria formowania przewiduje obecność planet w przerwach, bo to one je żłobią. „Planety powinny znajdować się w przerwach, skoro to one je żłobią”, powiedział Bernardi. „I dokładnie tam znaleźliśmy Elias 2-24 b”.

Dlaczego wiek podważa modele formowania

Badanie szacuje wiek Elias 2-24 b na mniej niż milion lat. NASA opisała poprzedni rekord jako czterostronny remis: dwóch planet krążących wokół PDS 70 i dwóch wokół WISPIT 2, wszystkie starsze niż 5 mln lat. Martin Cid Magazine podał jako wcześniejszy punkt odniesienia samą PDS 70 b, liczącą około 5 mln lat.

Planeta krąży około 55 AU od swojej gwiazdy, czyli 55 razy dalej niż Ziemia od Słońca. To około 11 razy więcej niż dystans Jowisza, wynoszący mniej więcej 5 AU. Przy takim rozstępie dysk jest rzadszy, a okresy orbitalne dłuższe. Akrecja rdzenia to standardowa droga: pył skleja się w rdzeń, który następnie przechwytuje gaz. NASA podaje, że uformowanie planety wielkości Jowisza na dystansie Jowisza zajmuje około 5 mln lat, a dalej trwa dłużej. Elias 2-24 b ma mniej niż milion lat.

Cieza mówi, że wcześniejsi rekordziści już nadwerężyli te modele. „Elias 2-24 b pokazuje, że nawet naszym najlepszym modelom formowania planet wciąż brakuje kilku ważnych procesów”, powiedział.

Jedna z alternatyw to niestabilność dysku, w której niestabilny fragment dysku zapada się bezpośrednio. Może się to zdarzyć w skali tysięcy lat, ale zwykle daje obiekty masywniejsze. Granica między planetą o masie Jowisza a brązowym karłem to miejsce, w którym przewidywania są najsłabsze.

Cieza mówi, że galaktyka nieustannie tworzy gwiazdy i planety, więc każdy etap ewolucji istnieje gdzieś, ale większość teleskopów nie potrafi wykryć niemowlęcych planet.

Szacunki masy opierają się na modelach

NASA opisuje Elias 2-24 b jako obiekt o masie zbliżonej do Jowisza. Notebookcheck podał szacunki od 1,9 do 4 mas Jowisza. Masy nie zmierzono bezpośrednio; obecne szacunki wynikają z jasności i modeli ewolucyjnych. Współautorka Alice Zurlo mówi, że modele teoretyczne „wciąż mają trudność z wiarygodnym przewidzeniem jej masy, entropii i oczekiwanej jasności” obiektu na tym etapie.

Planeta wciąż ściąga materiał ze swojego dysku, więc obserwacje łapią ją w trakcie wzrostu. Jedna z niezależnych niepewności dotyczy wieku samej gwiazdy: szacunek poniżej miliona lat opiera się na przynależności do obłoku Rho Ophiuchi, podał Martin Cid Magazine. Jeśli gwiazda leży przy starszym końcu zakresu wieku tej populacji, oszacowanie wieku planety rośnie proporcjonalnie, a ustalenie wieku gwiazdy jest dla wyniku równie ważne jak kolejne zdjęcia.

Co dalej

Badanie nie rozstrzyga mechanizmu formowania: nie odróżnia niestabilności dysku, wyjątkowo sprzyjającej akrecji rdzenia ani procesu, którego modele jeszcze nie uwzględniają. Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman NASA wystartował 30 sierpnia 2026 r. Space.com podał, że ma na pokładzie najnowocześniejszy koronograf, jaki wysłano w kosmos, a badacze liczą, że pozwoli na więcej bezpośrednich obserwacji egzoplanet i ich atmosfer.

Bernardi mówi, że potwierdzenie wymagało pracy kilku teleskopów naraz i że nowa planeta leży na granicy możliwości obecnych instrumentów.

„Elias 2-24 b jest na granicy tego, co potrafią wykryć obecne teleskopy, ale z nowymi instrumentami, takimi jak Kosmiczny Teleskop Nancy Grace Roman NASA, takie detekcje powinny być łatwiejsze”.