Test de cultură generală: care este cea mai mare planetă descoperită până acum?

Cu mai mult de 5.000 de planete cunoscute, există cu siguranţă câțiva giganți adevărați în Univers. Dar care este cea mai mare planetă descoperită până acum?

Nu a fost nevoie de mult timp de la inventarea telescopului pentru a realiza că Jupiter este cea mai mare planetă din Sistemul Solar, rămânând cea mai mare planetă cunoscută timp de aproape 400 de ani. Acum însă, cu atât de multe exoplanete (planete din afara Sistemului Solar), recordul său de mărime a fost depășit de multe ori.

Cu toate acestea, nu avem un răspuns clar la întrebarea care dintre aceste descoperiri este cea mai mare. În schimb, există mai mulți pretendenți la acest titlu.^[sursa]

Mai întâi, ce este o planetă?

Când Uniunea Astronomică Internațională (UAI) a creat o definiție pentru planete în anul 2005, cea mai mare parte a controversei s-a concentrat asupra celor excluse din categoria celor mai mici, în special Pluto. Cu toate acestea, pot exista întrebări și în legătură cu obiectele foarte mari.

Considerăm că o planetă este un corp care orbitează în jurul unei stele (sau are o orbită reciprocă cu aceasta), dar nu este suficient de masiv pentru a provoca fuziune în nucleul său, așa cum ar face-o o stea. Cerințele suplimentare sunt ca aceasta să fi atins echilibrul hidrostatic (ceea ce majoritatea dintre noi numim a fi aproape sferică) și să domine din punct de vedere dinamic regiunea sa. Continuă dezbaterea cu privire la ceea ce înseamnă cu adevărat dominație, dar aceasta este o problemă pentru cele mai mici planete candidate, nu pentru cele mari.

În cazul obiectelor mai mari, șmecheria constă în faptul că este mai ușor să fuzionezi deuteriu (un izotop stabil al hidrogenului) decât hidrogen. Acest lucru creează categoria de obiecte cunoscute sub numele de pitice brune, care au suficientă presiune gravitațională pentru a fuziona atomii de deuteriu în nucleu, dar nu și hidrogenul. Deoarece deuteriul este rar, piticele brune produc o fracțiune infimă din lumina unei stele propriu-zise, ceea ce le face destul de greu de distins de planetele obișnuite.

Unii astronomi ar dori ca piticele brune să fie incluse în categoria planetelor, iar unii merg chiar mai departe și susțin că această categorie ar trebui extinsă și la piticele albe. Dacă ar fi așa, piticele albe ar fi cele mai mici, dar și cele mai masive planete pe care le-am găsit până acum.

Cu toate acestea, UAI respinge ambele extinderi ale definiției. Aceasta definește limita ca fiind: „Masa limită pentru fuziunea termonucleară a deuteriului (calculată în prezent la 13 mase Jupiter pentru obiecte cu metalicitate solară)”. După cum indică ultima parte a acestei afirmații, masa necesară pentru inițierea fuziunii depinde într-o oarecare măsură de compoziție. Fără a cunoaște raportul dintre hidrogen și elementele mai grele, există un interval în care nu putem distinge între planete și pitice brune.

Definiția UAI exclude, de asemenea, obiectele care sunt prea mari în raport cu ceea ce orbitează. Acest lucru este relevant în cazul așa-numitelor „planete rătăcite”, cele care plutesc liber prin galaxie, fără o stea sau o pitică brună care să le ghideze. Se speculează că ar putea exista mai multe „planete rătăcitoare” decât cele obișnuite, dar acestea sunt mult mai greu de găsit. Cu toate acestea, aproape 100 au fost reperate recent în Nebuloasa Orion.

Unele dintre planetele „rătăcitoare” pe care le-am găsit sunt foarte mari, mult în intervalul de mărime în care ar putea fi pitice brune. În loc să ne certăm cu UAI (cel puțin până când își schimbă definiția), le vom exclude din analiza noastră.

Așadar, care este cea mai mare planetă descoperită vreodată?

Chiar și după ce am restrâns competiția în acest fel, răspunsul cel mai adevărat este: nu știm.

Există incertitudine în estimările noastre privind masele exoplanetelor, și chiar mai multă atunci când vine vorba de dimensiuni. Aceste limite de eroare sunt suficient de mari pentru ca cele mai bune concurente să se suprapună. De asemenea, multe dintre ele nu pot fi clasificate cu încredere ca planete sau pitice brune.

Planeta denumită GQ Lupib este un concurent pentru acest titlu, în funcție de faptul dacă fuzionează sau nu deuteriu. Au existat cel puțin patru încercări de estimare a razei sale, care au produs valori variind de la 1,8 ori raza lui Jupiter la 4,6 ori. Această ultimă estimare este însoțită de o incertitudine deosebit de mare, astfel încât această bestie ar putea avea până la 6 raze ale lui Jupiter (de peste 200 de ori volumul lui Jupiter).

Motivul pentru care dimensiunea acestei planete este atât de greu de estimat este că este foarte tânără. La această vârstă, planetele au încă multă căldură provenită din energia potențială gravitațională anterioară. GQ Lupi b se află undeva în jurul valorii de 2.000° C, ceea ce face greu de spus dacă aceasta este doar căldura de formare sau dacă are loc și o fuziune. În plus, este atât de departe de steaua sa (de 3,3 ori mai departe decât este Neptun față de Soare) încât nu-i putem măsura masa prin observarea efectelor gravitaționale. Pe de altă parte, combinația dintre căldură și distanța față de steaua sa sunt motivele pentru care putem obține imagini directe ale acestui obiect enorm.

Există și mai multă incertitudine cu privire la planeta HD 100546b, cu estimări extrem de variate ale dimensiunii, masei și dacă este sau nu o planetă. Fiți cu ochii pe ea, măcar pentru faptul că se află pe primul loc în clasamentul dimensiunilor din Arhiva de exoplanete a NASA, dar probabil ar fi mai bine să nu acordăm încă niciun trofeu.

Există mai puține dezacorduri cu privire la planeta PDS 70b. O estimare a razei sale o plasează la de 2,72 ori mai mare decât cea a lui Jupiter, în timp ce alta spune doar că este cu siguranță mai mare de 1,3 raze ale lui Jupiter. Acest lucru o plasează în postura de concurent puternic pentru cea mai mare planetă, dacă sunt excluse posibilele pitice brune. Statutul său planetar nu este pus sub semnul întrebării, cu o masă undeva între 2 și 8 ori mai mare decât cea a lui Jupiter, ceea ce o face mare, dar mult sub posibila fuziune.

Planeta DH Taurib are o dimensiune estimată foarte asemănătoare cu PDS 70b, dar asupra sa planează speculații cu privire la un posibil statut de pitică brună.

Dacă această incertitudine vi se pare frustrantă, ați putea prefera HAT-P-67b. Spre deosebire de cele menționate anterior, această planetă tranzitează prin fața stelei sale, așa cum se vede de pe Pământ. Aceasta ne-a oferit o estimare de 2,085 ori raza lui Jupiter, cu o marjă de eroare neobișnuit de mică. Cu toate acestea, cu siguranță nu este o concurentă pentru cea mai mare planetă. Masa sa este mai apropiată de cea a lui Saturn decât de cea a lui Jupiter, ceea ce indică o densitate foarte scăzută din cauza faptului că este umflată de apropierea față de steaua sa.

Cu toate acestea, există câteva planete cu dimensiuni estimate foarte asemănătoare cu HAT-P-67b (una chiar puțin mai mare), dar cu marje de eroare mult mai mari, astfel încât, în realitate, oricare dintre acestea ar putea fi cea mai mare planetă din câte există.