Menininko egzoplanetos įvaizdis, kuriame plinta atmosfera.
(Vaizdas: © NASA)
Pasirodo, egzoplanetos gali būti tokios saldžios kaip kelionė į valstybinę mugę: Du NASA Kepler kosminiu teleskopu aptikti pasauliai yra maždaug tokio paties tankio kaip medvilninių saldainių pakuotės. Dvi planetos, kurios skrieja apie maždaug 500 milijonų metų jauną žvaigždę, yra naujagimiai, kurių plotis beveik toks pat kaip dujų milžinų, nors jie sveria mažiau nei 10 kartų daugiau nei Žemės masė.
Naudodamiesi NASA Hablo kosminiu teleskopu, tyrėjai stebėjo dviejų „skanių“ pasaulių, žinomų kaip Kepler-51b ir Kepler-51d, stebėjimus. Jie nustatė, kad išsipūtusiose pasaulių atmosferose greičiausiai buvo migla, besitęsianti aukštai virš jų paviršiaus. Išsiplėtusi pasaulių atmosfera priskyrė juos retų egzoplanetų klasei - superpuffams.
„Tai yra iki šiol mažiausio tankio egzoplanetos“, - praėjusį mėnesį sakė Jessica Roberts. Ji pristatė preliminarius rezultatus 232-ame Amerikos astronomijos draugijos 232-ame pusmečio susitikime Denveryje. Kolorado universiteto Boulderio universiteto studentas Robertsas padėjo išsiaiškinti, koks yra planetų palyginimas su žeme. Ji rado neįprastą super pūlinių analogą - saldų skanėstą. [Įdomiausi 2017 m. Ateivių planetos atradimai]
„Noriu, kad pavaizduotumėte milžiniškas planetas, pagamintas iš medvilnės saldainių“, - sakė ji.
„Tikrai pūkuoti titanai“
2011 m. Kepleris pastebėjo mažo tankio pasaulį, skriejantį apie žvaigždę Kepler 51; vėlesni tyrimai patvirtino, kad planeta turėjo du brolius ir seseris. Visos trys planetos turi neryškią atmosferą, o pirminiai stebėjimai rodo mažą jų tankį.
„Super puffai“ patraukė Roberto „Boulder“ doktorantės patarėjo Zachory Berta-Thompsono dėmesį, kuris įtarė, kad išsipūtusią atmosferą bus lengviau ištirti, nei labiau nusistovėjusią atmosferą aplink kitus pasaulius. Kartu su keliais kolegomis mokslininkai panaudojo Hablą, norėdami nustatyti 51b ir 51d atmosferų chemiją, nes pora du kartus praėjo tarp savo žvaigždės ir Žemės. Trečiasis pasaulis, 51c, tik nukirpo sistemos saulės kraštą, paslėpdamas atmosferą, todėl nebuvo naujojo tyrimo dalis.
Tyrėjai nustatė, kad abi planetos skleidė signalą, rodantį, kad atmosferoje vyravo mažos dalelės, vadinamos aerozoliais. Šiuos aerozolius gali sukurti masyvūs debesų bankai arba jie gali būti planetos apgaubimo migla ženklas.
„Mūsų geriausias spėjimas yra tas, kad mes neturime reikalų su tam tikru debesų kondensacijos tipu“, - sakė Robertsas. "Tai, ką mes tikriausiai susiduriame su yra tam tikros rūšies fotocheminis migla, kurios mes tiesiog nežinome, iš ko ji pagaminta."
Saulės sistemoje didžiausias Saturno mėnulis „Titan“ yra vienintelis, kuriame dominuoja miglotas sluoksnis, sudarytas iš angliavandenilių, greičiausiai metano ir etano. Didžiulis mėnulis gali suteikti žinių apie super pūtimus, kurie galėtų apimti išplėstą miglos versiją.
„Galbūt žiūrėsime į tikrai pūkuotus titanus“, - sakė Robertsas. [Saulėlydžio migla šviečia virš Saturno didžiojo Mėnulio titano puošniame Cassini nuotr.]
Medvilnės saldainių planetos
Norint apskaičiuoti planetos tankį, reikia grįžti į vidurinės mokyklos fiziką. Objekto tankis yra jo masė, padalyta iš jo tūrio; tūris nustatomas pagal jo spindulį. Tikslūs Hablo matavimai padėjo tyrėjams geriau apriboti egzoplanetų masę. Norėdami rasti jų spindulį - taigi ir jų tūrį - mokslininkai palygina planetos dydį su žvaigždute. Peržiūrėję tai, kas buvo žinoma apie žvaigždę, Roberts ir jos kolegos sugebėjo nustatyti tikslesnį spindulį.
Kepler-51b masė yra maždaug dvigubai didesnė už Žemės masę, o jo spindulys yra maždaug septynis kartus didesnis, ir jis skrieja aplink savo žvaigždę kas 45 dienas. Su savo 130 dienų orbita, „Kepler-51d“ yra šiek tiek didesnis, maždaug 7,5 karto masyvesnis už Žemę, kurio spindulys yra beveik dešimt kartų didesnis nei mūsų planetos. Trečiasis brolis ir giminaitis, „Kepler-51c“, perkeliauja aplink žvaigždę 85 dienas ir turi maždaug keturis kartus didesnį žemės spindulį.
Sujungdami atnaujintą masę su patikslintu spinduliu, tyrėjai galėjo apskaičiuoti, kad planetų tankis svyravo nuo 0,03 gramų iki 0,06 gramų kubiniame centimetre. Tai yra dešimtadalio tankumas kaip Saturnas, Saulės sistemos mažiausiai tanki planeta, ir tas, kuris plūduriuotų vandenyje, jei rastumėte pakankamai didelę vonią.
Norint išsiaiškinti, ką tai reikštų realiame pasaulyje, prireiktų šiek tiek daugiau darbo, tačiau Robertsas buvo pasiryžęs.
Pirmoji jos mintis buvo zefyrai. Ji išlydo partiją mikrobangų krosnelėje, tačiau nustatė, kad balti gardumynai vis dar buvo per tankūs.
„Tai buvo tik siaubinga netvarka“, - ji pasakojo „Space.com“.
Norėdami atskaityti medvilnės saldainius, ji nuvyko į maisto prekių parduotuvę ir nusipirko konteinerių iš medvilnės saldainių. Šviežiai susukta medžiaga nebuvo pakankamai tanki, tačiau ji tikėjosi, kad fasuoti kubilai gali veikti. Ji išmatuojo indo tūrį ir pasvėrė medžiagą, kad apskaičiuotų jos tankį, kuris buvo artimas super pūliniams.
„Aš nusipirkau tiek daug tokių kubilų, [kasininkas] buvo toks, kaip jūs, jūs turite būti medvilnės saldainių gerbėjas“, - sakė Robertsas.
"Aš buvau kaip mokslas".
Jaunos planetos
Kodėl šie pasauliai yra tokie tankūs? Roberts mano, kad pagrindinį vaidmenį gali vaidinti jų jaunystė. Planetos susiformuoja, kai dulkės ir uolienos susiduria, kad sukurtų pasaulį. Kai uolėta šerdis yra pakankamai masyvi, jos sunkio jėgos traukia lengvesnes dujas, kad sukurtų atmosferą.
Remiantis modeliais, trys super pūtimai susidarė už jų sistemos sniego linijos - nematomos ribos aplink centrines žvaigždes, kur dujos yra pakankamai šaltos, kad kondensuotųsi į ledą. Tada planetos migravo į vidų ir pasiekė dabartinę savo orbitą. Jiems artėjant prie šiltos žvaigždės, jų ledas ištirpo ir susidarė dujinė atmosfera, kuri pradeda pūsti.
Nors planetos pradeda šilti nuo jas suformavusių susidūrimų, jos laikui bėgant atvėsta, sukeldamos medžiagos susitraukimą. Tuo pačiu metu žvaigždžių vėjai panaikina dalį atmosferos. Anot Roberts, modeliai rodo, kad per ateinančius 5 milijardus metų, kai ji bus šiek tiek senesnė nei šiandien yra Žemė, 51b atrodys labiau kaip tipiška Neptūno planeta. Kadangi ji yra toliau nuo žvaigždės, ji sakė, kad „51d greičiausiai bus šiek tiek keista, nes jos atmosfera nėra tokia didelė“.
„Po kelių milijardų metų mes matysime šias planetas mažesnes, nei yra dabar“, - sakė Robertsas.
Jei galėtumėte atsistoti ant vieno iš super pūlinių (darant prielaidą, kad jis turi akmenuotą paviršių), atmosferos slėgis greičiausiai būtų gniuždančiai didelis, sakė Robertsas. Jums geriau būtų plūduriuoti aukščiau atmosferos, kur slėgis būtų mažesnis, - pridūrė ji.
Ankstyvame savo gyvenime Žemė greičiausiai gyrėsi savo išsipūtusia atmosfera, sakė ji, nors greičiausiai ją labai greitai prarado.
Mokslininkai planuoja savo tyrimus paskelbti vėliau šią vasarą.
Dabar mums reikia saldžiųjų pasaulių, kad būtų galima naudoti medvilninius saldainių dažus, tokius kaip mėlyna, rožinė, violetinė ar žalia!
