Aj keď naša slnečná sústava obsahuje iba „bežnú Zem“, astronómovia predpovedajú, že iné systémy by mohli obsahovať „super Zem“; skalnaté planéty s niekoľkonásobnou hmotnosťou našej planéty. Keďže červené trpasličí hviezdy majú menšiu hmotnosť, nedokážu zavesiť na ľahší plyn, ktorý prechádza do plynových gigantov. Zostávajúce ťažšie prvky majú čas vytvoriť veľmi masívne pozemské planéty.
Nové vysvetlenie formovania „super-Zeme“ naznačuje, že je pravdepodobnejšie, že sa na nich budú nachádzať obiehajúce červené trpasličí hviezdy - najhojnejší typ hviezdy - ako plynové obrie planéty ako Jupiter a Saturn. Teória, ktorú vypracoval Dr. Alan Boss z Ústavu suchozemského magnetizmu Carnegieho inštitúcie, opisuje mechanizmus, ktorým UV žiarenie z blízkej masívnej hviezdy oddeľuje plynnú obálku planéty a odhaľuje super-Zem. Práca publikovaná v Astrophysical Journal (Letters) z 10. júna 2006 vysvetľuje nedávne objavy extrasolárnej planéty pomocou metódy mikročočiek.
Super-Zeme majú masy, ktoré sa pohybujú medzi hmotami Zeme a Neptúna, ale majú neznáme zloženie. "Z 300 hviezd najbližších k Slnku je najmenej 230 červených trpaslíkov s hmotnosťou menšou ako polovica hmotnosti nášho Slnka," hovorí Boss. „Pretože hviezdy v okolí sú najjednoduchšie miesta, kde je možné hľadať iné planéty podobné Zemi, je dôležité pokúsiť sa predpovedať, aké typy planétových systémov môžu mať, a to znamená vyskúšať si, ako sa ich planéty môžu tvoriť.“
Nedávno boli predložené dôkazy o planéte s najnižšou hmotnosťou, ktorá bola doteraz nájdená na obežnej dráhe okolo hviezdy hlavnej sekvencie, ako je Slnko. Bolo nájdené medzinárodným konzorciom astronómov prostredníctvom udalosti microlensing, kde hviezda v popredí zosilňuje svetlo z oveľa vzdialenejšej hviezdy ohýbaním svetla hviezdy v pozadí v našom smere, čo predpovedal Einstein. Okrem toho pozorovali aj sekundárne rozjasnenie, ktoré je v súlade s prítomnosťou zhruba 5,5-zemskej planéty obiehajúcej okolo hviezdy popredia vo vzdialenosti podobnej asteroidovému pásu v našej slnečnej sústave. Zatiaľ čo totožnosť hviezdy v popredí nie je známa, je to s najväčšou pravdepodobnosťou hviezda červeného trpaslíka (M trpaslík). Následne bol predložený dôkaz o mikropočítači planétou s hmotnosťou 13 Zeme okolo iného červeného trpaslíka.
Tímy na detekciu mikročočiek interpretovali svoje objavy ako dôkaz, že super-Zem sa môže tvoriť okolo červených trpasličích hviezd tým istým procesom, ktorý viedol k formovaniu Zeme a iných pozemských planét v našej slnečnej sústave, konkrétne kolízie medzi progresívne väčšími pevnými telesami. Tento proces je však taký pomalý, že je nepravdepodobné, že povedie k tvorbe planét obra plynu okolo červených trpaslíkov, pretože diskový plyn pravdepodobne zmizne skôr, ako tuhé telá dokážu dostatočne rásť, aby zachytili akýkoľvek plyn. Tímy mikročočiek však predtým našli dôkazy pre dve planéty s plynovými obrami s masami podobnými hmotnosti Jupitera okolo dvoch ďalších červených trpasličích hviezd. Vzhľadom na to, že mikročočkami sa detegovali rovnaké počty veľkých aj veľkých planét, ktoré sa hromadia v super-Zemi, zatiaľ čo prvé planéty sa dajú ľahšie zistiť, tvrdili, že musí existovať omnoho menej veľkých planét ako super-Zem.
Boss premýšľal o týchto objavoch, keď sedel v hotelovej hale v Houstone, keď mu došlo k novému vysvetleniu pre štyri planéty s mikročočkami. Už predtým ukázal, že červené trpasličí hviezdy pravdepodobne mechanizmom nestability disku rýchlo vytvoria plynné gigantické protoplanety, pričom plynný disk vytvára špirálové ramená a samogravitujúce protoplanety, ktoré by sa v prípade absencie akýchkoľvek zásahov stali Jupitermi. Väčšina hviezd sa však tvorí v oblastiach, kde sa nakoniec tvoria obrovské O hviezdy. Takéto hviezdy emitujú obrovské množstvo ultrafialového (UV) žiarenia, ktoré stripuje plyn z disku okolo mladých hviezd, vystavuje svoje vonkajšie protoplanety UV žiareniu a odstraňuje ich plynné obálky. V roku 2002 Boss a jeho kolegovia z Carnegie, George Wetherill a Nader Haghighipour (teraz na Havajskej univerzite), navrhli toto vysvetlenie formovania Uránu a Neptúna, ktoré majú masy podobné masám super-Zeme.
"Povedalo mi to, že pretože UV stripovanie závisí od hmotnosti centrálnej hviezdy, super-Zem by sa mala nachádzať na oveľa menších obežných dráhach okolo červeného trpaslíka ako okolo Slnka," hovorí Boss. "Táto myšlienka prirodzene predpovedá, že červení trpaslíci, ktorí sa tvoria v blízkosti mohutných hviezd, skončí superhviezdami obiehajúcimi na vzdialenosti, kde boli superhviezdy nájdené pomocou mikročočiek." Červení trpaslíci, ktorí sa tvoria v neprítomnosti veľkých hviezd, nebudú trpieť UV žiarením, a preto budú v týchto vzdialenostiach namiesto super-Zeme vytvárať planéty s plynovými obrami. Takéto hviezdy sú v menšine, takže červených trpaslíkov by mali obísť hlavne super-Zem v asteroidálnych vzdialenostiach a ďalej. Táto predikcia súhlasí s doterajšími detekciami mikročočiek.
Zostáva ešte len zistiť, či sa Bossove teoretické predpovede overia prebiehajúcimi rešeršami na mikročočky a misiami na zisťovanie planét založených na vesmíre, ktoré plánujú NASA a Európska vesmírna agentúra. Určenie zloženia super-Zeme bude veľkou výzvou s dôležitými dôsledkami pre ich obývateľnosť.
Pôvodný zdroj: Carnegie News Release
