Astronomové zahájili novou výzkumnou iniciativu ATREIDES, která se věnuje zkoumání zvláštního kosmického jevu: rozsáhlé oblasti v blízkosti hvězd, kde jsou planety podobné Neptunu, ale výrazně horké kvůli své blízkosti, nápadně nepřítomné. Tato „neptunská poušť“ představuje v planetární vědě fascinující hádanku a nabízí jedinečný pohled na složité procesy, které řídí formování a vývoj planetárních systémů po celém vesmíru.
Počáteční zaměření programu ATREIDES na systém TOI-421, vzdálený přibližně 244 světelných let, již přineslo významné poznatky. Tento systém hostí dvě exoplanety, TOI-421 b a TOI-421 c, které vykazují zřetelně nesouosé oběžné dráhy. Taková konfigurace naznačuje historii dynamického narušení, což je v ostrém kontrastu s uspořádanější architekturou naší vlastní sluneční soustavy. Rozborem oběžné dynamiky TOI-421 se výzkumníci snaží odhalit základní příčiny nedostatku „horkých neptunů“ a tím osvětlit základní principy formování planet.
Porozumění kosmické krajině
Studium exoplanet za poslední desetiletí odhalilo složité rozložení planetárních těles kolem vzdálených hvězd. Kromě „neptunské pouště“ astronomové identifikovali oblasti obydlené světy velikosti Neptunu, které nazvali „savana“. Další analýza definovala přechodnou zónu, „neptunský hřeben“, která překvapivě vykazuje vyšší koncentraci těchto planet než poušť nebo savana. Program ATREIDES se snaží objasnit mechanismy formování, které tyto odlišné planetární populace pohánějí.
Vedoucí hypotéza předpokládá, že pozorované rozložení planet, včetně vzniku neptunské pouště, je důsledkem migrace planet. Předpokládá se, že planety vznikají v discích plynu a prachu obklopujících mladé hvězdy a následně migrují na své pozorované oběžné dráhy. Tato migrace může probíhat různými cestami. Pomalý, postupný pohyb protoplanetárním diskem by obvykle vedl k tomu, že se planety usadí na stabilních oběžných drahách zarovnaných s rovníkovou rovinou hvězdy a oběžnými drahami ostatních planet, podobně jako konfigurace naší sluneční soustavy.
Chaotická migrace a nesouosé oběžné dráhy
Naopak bouřlivější proces, nazývaný „migrace s vysokou excentricitou“, může planety násilně vyvrhnout z jejich zón formování. Tento energetický jev může planety pohánět na vysoce nakloněné nebo nesouosé oběžné dráhy vzhledem k jejich mateřské hvězdě. Stupeň zarovnání mezi oběžnou rovinou hvězdy a oběžnými drahami jejích planet tak slouží jako klíčový indikátor pro hodnocení platnosti teorií migrace planet.
Systém TOI-421 poskytuje přesvědčivou případovou studii pro tuto hypotézu. TOI-421 b, sub-neptun s hmotností zhruba sedmkrát větší než Země, obíhá svou hvězdu typu K zblízka. TOI-421 c, hmotnější planeta s přibližně 14 hmotnostmi Země, spadá do kategorie „horký neptun“ a nachází se v oblasti sousedící s neptunskou pouští, často označované jako savana. Pozorované nesouosé oběžné dráhy v tomto systému silně naznačují minulost charakterizovanou významnými gravitačními interakcemi a dynamickou nestabilitou, což potenciálně vysvětluje, proč se takové planety zřídka nacházejí v těsné blízkosti svých hvězd.
Zatímco definitivní závěry týkající se neptunské pouště a širšího planetárního vývoje stále čekají na další pozorování, program ATREIDES úspěšně prokázal účinnost svých metodologií. Výzkum, publikovaný v časopise *Astronomy & Astrophysics*, podtrhuje důležitost podrobné analýzy oběžných drah při rozlušťování složitých příběhů formování planetárních systémů. Pokračující zkoumání systémů, jako je TOI-421, je zásadní pro zpřesnění našeho chápání rozmanitých cest, kterými planety vznikají a vyvíjejí se.