Yra egzoplanetų rūšis, kurias astronomai kartais vadina medvilnės saldainių planetomis arba super pūliniais. Jie paslaptingi, nes jų masės nesutampa su jų ypač dideliais spinduliais. Dvi savybės rodo labai mažo tankio planetą.
Mūsų Saulės sistemoje nėra nieko panašaus į juos, o juos rasti tolimose Saulės sistemose buvo sudėtinga. Dabar tai galėjo išsiaiškinti astronomų pora.
Astronomai yra Anthony Piro iš Carnegie universiteto ir Shreyas Vissapragada, Caltech. Jų darbas pavadintas „Tyrimas, ar super pūlinius galima paaiškinti kaip žiedines egzoplanetas“. Jis paskelbtas „Astronomical Journal“.
„Pradėjome galvoti, kas bus, jei šios planetos visai nėra tokios oro, kaip medvilniniai saldainiai“, - pranešime spaudai teigė Piro. „O kas, jei super pūliniai atrodo tokie dideli, nes juos iš tikrųjų supa žiedai?“
Planetų medžiotojai rado daugiau nei 4000 patvirtintų egzoplanetų. Atidžiai stebėdami, astronomai gali apriboti egzoplanetos savybes, tokias kaip tankis, masė, dydis ir net jei jie yra savo žvaigždės gyvenamojoje zonoje. Tačiau nėra tikro būdo nustatyti, ar šie tolimi objektai turi žiedus.
Būtų nustebusi, jei nė vienas to nepadarė. Visi mūsų Saulės sistemos dujų milžinai ir ledo gigantai turi žiedus, nors lengvai pastebimi tik Saturnas.
Didžioji dalis egzoplanetų atrandama tranzito metodu. Tai reiškia, kad reikia atidžiai stebėti planetą, einančią tarp žvaigždės-šeimininkės ir mūsų. Remdamiesi nedideliu žvaigždžių žlugimu, planetos tranzito priežastys astronomai gali aptikti planetą. Tai taip pat parodo, kaip jie lemia kitas planetos savybes, stebėdami, kaip žvaigždė banguoja reaguodama į planetos judesį.
Tačiau tranzito metodas astronomų negali pasakyti, jei planetoje yra žiedai. Minties eksperimente astronomai pasidomėjo, kaip tokios planetos kaip Saturnas atrodys tolimam stebėtojui.
„Pradėjome domėtis, jei žvelgtumėte į mus iš tolimo pasaulio, ar atpažintumėte Saturną kaip žieduotą planetą, ar svetimam astronomui tai atrodytų kaip pūkuota planeta?“ - paklausė Vissapragada.
Savo darbe tyrėjai sako: „Naudingas pavyzdys, kurį reikia įvertinti, yra Saturno pavyzdys: vidutinis sezono vidurkis, jei išorinis stebėtojas išmatuotų Saturno dydį tranzito metu neatsižvelgdamas į žiedus, jie tikrąjį tankį įvertintų maždaug dvigubai.“
Jie grindė tą minties eksperimentą realiu eksperimentu arba modeliavimu. Tyrėjai imitavo žiedinę planetą, einančią priešais Saulę, ir kaip tai atrodytų tolimam astronomui su galingais stebėjimo instrumentais. Jie taip pat ištyrė žiedų medžiagos rūšis, kurios turėtų įtakos stebėjimams.
Rezultatai buvo nevienodi. Remiantis jų darbu, žiedai gali paaiškinti kai kurias puffų planetas, bet ne visas. Savo dokumente jie sako: „Mes pastebime, kad šis paaiškinimas tinka kai kuriems super pūtimams, bet kitiems jis turi sunkumų“. Dalis šių rezultatų paaiškinimų apima bruožus, kuriuos neturi puffų planetos.
Savo darbe autoriai sako: „Čia mes svarstome, ar jų <pūstų planetų> spindulys galėtų būti didelis, nes jos iš tikrųjų yra žiedinės. Tai natūraliai paaiškintų, kodėl superpuffai iki šiol rodė tik neįmanomus tranzito spektrus. “ Paprastai egzoplaneta turi spektrą, tačiau su žiedais jų nėra.
Autoriai tęsia: „Mes pastebime, kad ši hipotezė gali veikti kai kuriais atvejais, bet ne visais atvejais. Dėl to, kad superpuffai yra arti savo tėvų žvaigždžių, žiedus reikia sudaryti ne su ledine, o su ledine kompozicija. “ Tai savo ruožtu apriboja pačių žiedų spindulius.
O spindulio riba reiškia, kad žiedai galėtų paaiškinti kai kurias puflanetas, bet ne visas. Anot šio dokumento, „dėl to sudėtinga paaiškinti didelius Kepler 51b, 51c, 51d ir 79d dydžius, nebent žiedai būtų sudaryti iš porėtos medžiagos“. Visos trys Kepler 51 planetos yra pūlingos planetos, ir jos yra trys, kurių tankis yra mažiausias. Tiesą sakant, nors jos visos yra Jupiterio dydžio planetos, jų masė yra tik kelis kartus didesnė nei Žemės.
Pranešime spaudai bendraautorius Piro tai paaiškino taip: „Šios planetos linkusios orbituoti arti savo žvaigždžių šeimininkų, tai reiškia, kad žiedai turės būti akmenuoti, o ne apledėję. Bet uolų žiedo spindulys gali būti tik toks didelis, nebent uola yra labai porėta, todėl ne kiekvienas super pūlinys atitiktų šiuos apribojimus. “
Medžiaga, iš kurios sudarytas uolėtas žiedas, gali būti tik tokia tanki ir sudaryti tik iš tam tikro dydžio žiedų. Jei jis yra per tankus ir per toli nuo planetos, jis bus sujungtas į palydovus.
Tyrėjų pora teigia, kad mažiausiai tris stebimas puffų planetas greičiausiai galima paaiškinti žiedais: Kepler 87c ir 177c, taip pat HIP 41378f. Kepler 87c yra toks didelis kaip Neptūnas, tačiau jis yra tik 6,4 karto masyvesnis už Žemę. Kiti du jų sąrašai turi panašų dydį ir masę.
Deja, kaip ir daugelis astronomijos klausimų, mes neturime stebėjimo galios išsiaiškinti, ar šie tyrimai yra tikslūs. Ant žemės stebimi ryškūs taikiniai, tačiau žinomų pufų planetų žvaigždės yra per silpnos. (Vienintelė išimtis yra HIP 41278 f, kuri buvo paskelbta kaip nauja puff planeta, kai autorių pora pildė šį dokumentą.) Taip pat, kaip ir kiti astronomijos klausimai, mes turime laukti, kol James Webb kosminis teleskopas paaiškins apie jį. klausimas. Nė viena dabartinė stebėjimo įstaiga negali aptikti žiedų aplink egzoplanetas.
Jei bus patvirtinta, kad kuri nors iš šių egzoplanetų turi žiedus, tai bus svarbus įvykis. Aš suteiksiu astronomams daug geresnį supratimą apie tai, kaip susiformavo planetų sistemos ir kaip jos vystėsi.
Daugiau:
- Pranešimas spaudai: Ką daryti, jei paslaptingosios „medvilnės saldainių“ planetos iš tikrųjų yra sportiniai žiedai?
- Tyrimo dokumentas: Tyrimas, ar super pūlinius galima paaiškinti kaip žiedines egzoplanetas
- Žurnalas „Kosmosas“: Ar „Svetimos Megastruktūra“ aplink „Tabby“ žvaigždę iš tikrųjų yra žiedinis dujų milžinas?
