Středně velcí plynní obři zpochybňují teorii tvorby planet

Jake Hebert, PH.D. *)

Z www.icr.org/article/11129/  přeložil Pavel Akrman – 02/2019. Úvodní obrázek: umělecké ztvárnění mladé plynné obří planety. (Credit: NASA / JPL-Caltech)

Nedávný objev třiceti nových exoplanet v jiných slunečních soustavách představuje další zpochybnění nejpopulárnější sekulární teorie utváření planet.^1,2 Tyto exoplanety jsou menší verzí našeho plynného obra Saturnu. Nedávný přehled ukazuje, že výskyt těchto středně velkých plynných obrů je desetkrát častější, než předpokládá sekulární teorie.³

Jeden z těchto středních plynných gigantů, označovaný jako OGLE-2012-BLG-0950Lb, má hmotnost 39x vyšší než je hmotnost Země, zatímco Saturn má hmotnost 95x vyšší než hmotnost Země.

Pro formování planet existují dvě hlavní sekulární teorie.⁴ Každá z nich je určitou variantou nebulární hypotézy, která mluví o obrovském disku plynu a prachu, což jsou údajně pozůstatky po vzniku hvězdy. Nejoblíbenějším modelem je model akrece (narůstání) jádra. Částice prachu se údajně spojují a vytvářejí větší shluky, tyto shluky se dále spojují a vytvářejí ještě větší částice nazývané planetesimály a z těchto planetesimál nakonec vznikne planetární „mimino“ (protoplaneta). Tento proces, který má údajně trvat milióny let, sice lépe vysvětluje existenci terestrických planet, ale má více obtíží s vysvětlením existence plynných obrů.⁴

Druhá, méně populární teorie se nazývá model nestability disku. Tato myšlenka říká, že pokud se disky rychle ochladí, mohou se stát nestabilními. Ty se potom rozpadají do velkých chuchvalců plynu, ze kterých se mohou relativně rychle – v řádu pouhých tisíců let – vytvořit planety.⁴

Jak již bylo zmíněno, obě jsou to varianty nebulární (mlhovinové) hypotézy, která trpí vážnými problémy. Obě mají potíže s vysvětlením celkové pomalé rychlosti otáčení Slunce, která je charakterizována nižším momentem hybnosti, než se očekává. Některé odkazy tento problém záměrně přehlíží a tvrdí, že otáčení Slunce se zpomalilo, protože moment hybnosti byl nějak ze Slunce převeden jinam. Klíčové slovo je nějak, protože sekulární vědci nemají podrobné, kvantitativní vysvětlení, jak k tomu u Slunce vlastně došlo.^5,6 Stejně tak nedávná pozorování ukazují, že plynné a prachové disky, obklopující některé hvězdy, jednoduše nemají pro tvorbu planet ani dostatek hmoty.⁷

Kromě toho mnoho exoplanet zcela popírá očekávání nebulární hypotézy. Model předpovídá, že planety v dané sluneční soustavě budou obíhat své slunce ve stejném smyslu, jak se otáčí jejich vlastní slunce. Přesto je mnoho exoplanet, obíhajících „špatným“ směrem!^8,9,10

Nedávný objev významného počtu těchto středně velkých plynných obrů představuje pro model akrece jádra další problém. Akreční model předpokládá, že ve vzdálenostech, v jakých jsou tyto plynné planety umístěny od hostitelských hvězd, je pro tvorbu plynných planet zapotřebí obrovského množství pevného materiálu. Po zformování kamenného / ledovcového jádra má údajně vodík a hélium na jádře a kolem jádra nejprve pomalu, později mnohem rychleji narůstat v procesu, který se nazývá zrychlený nárůst plynu.

Ale urychlení akrece plynu vyžaduje, aby vyvíjející se plynná planeta měla minimální hmotnost zhruba dvacetinásobku hmotnosti Země. Jakmile je této kritické minimální hmotnosti dosaženo, je proces narůstání plynu tak rychlý, že plynný obr přibývá rychlostí jako při nafukování balónu. Z tohoto důvodu by plynné planety měly být buď poměrně malé, jako Neptun, nebo velmi obrovské, jako Jupiter nebo Saturn. Případy plynných obrů střední velikosti, jako je OGLE-2012-BLG-0950Lb, by měly být poměrně vzácné.²

Jenže nejsou. Studie ukázala, že výskyt těchto středně velkých obrů (tzv. sub-Saturnů) je desetkrát častější, než se očekávalo.^2,3

Kreacionistické vědce tento vývoj vůbec nepřekvapuje. Přírodní procesy mají tendenci být destruktivní, ne konstruktivní. Z tohoto důvodu prostě nemají schopnost vytvořit tu nesčetnou nádheru, kterou vidíme na noční obloze. Lepším vysvětlením je nadpřirozené stvoření Bohem: „Na počátku stvořil Bůh nebesa a Zemi (Genesis 1:1).“

Odkazy

1. Bartels, M. 2019. ‘Sub-Saturns’ May Force Scientists to Revise Idea of How Planets Form. Posted on space.com January 12, 2019, accessed January 15, 2019.
2. Nature’s Magnifying Glass Reveals Unexpected Intermediate Mass Exoplanets. Press Release. W. M. Keck Observatory. Posted on keckobservatory.org January 8, 2019 keckobservatory.org, accessed January 15, 2019.
3. Suzuki, D. et al. 2018. Microlensing Results Challenge the Core Accretion Runaway Growth Scenario for Gas Giants. The Astrophysical Journal Letters. 869 (2).
4. Redd, N. T. 2016. How Was Earth Formed? Posted on space.com October 31, 2016, accessed January 15, 2019.
5. Colgate, S. A. and A. G. Petschek. 1986. Angular Momentum: The cosmic pollutant. Los Alamos Science. Spring: 61-67.
6. Taylor, S. R. 2001. Solar System Evolution: A New Perspective, Second Edition. UK: Cambridge University Press: 63-64.
7. Hebert, J. 2018. Nebular Hypothesis Doesn’t Hold Together. Creation Science Update. Posted on ICR.org October 18, 2018, accessed January 15, 2019.
8. Thomas, B. 2009. Planet’s Reverse Orbit a New Twist in Old Evolutionary Story. Creation Science Update. Posted on ICR.org September 18, 2009, accessed January 15, 2019.
9. Thomas, B. 2010. Planet Formation Theory Collides with Backward-Orbiting Planets. Creation Science Update. Posted on ICR.org April 27, 2010, accessed January 15, 2019.
10. Thomas, B. 2011. Exoplanet Discoveries Demolish Planet Formation Theories. Creation Science Update. Posted on ICR.org January 24, 2011, accessed January 15, 2019.

*) Dr. Jake Hebert je vědeckým pracovníkem Institute for Creation Research (Institut pro výzkum Stvoření) a své akademické vzdělání Ph.D. získal v oboru fyziky na texaské univerzitě v Dallasu.