Kā divām dažādā ziņā tik līdzīgām planētām var būt tik atšķirīgs blīvums? Saskaņā ar jaunu pētījumu var būt vainojama katastrofāla sadursme.
Mūsu Saules sistēmā visas iekšējās planētas ir mazas klinšainas pasaules ar līdzīgu blīvumu, savukārt ārējās planētas ir gāzes giganti ar saviem līdzīgiem blīvumiem. Bet ne visas saules sistēmas ir tādas kā mūsējās.
Keplera misija deviņu darbības gadu laikā atklāja plašu eksoplanetu klāstu. Pateicoties šai misijai, mēs tagad zinām tikai 2000 apstiprinātu eksoplanetu, kurām ir mazāk nekā trīs Zemes rādiusi. Un, lai arī šīm 2000 planētām ir diezgan ierobežots izmēru diapazons, to blīvums var ievērojami atšķirties.
Jauno rakstu žurnālā Nature Astronomy publicēja Istituto Nazionale Di Astrofisica (INAF) astronomi Aldo S. Bonomo un Mario Damasso, kā arī Astrofizikas centrs | Hārvarda un Smitsona (CfA) astrofiziķis Li Zeng. Pētījumā tika iesaistīta arī liela kolēģu grupa, kuru bija pārāk daudz, lai uzskaitītu tos.
Dažiem no 2000 iepriekšminētajiem eksoplanetu blīvums ir zemāks nekā gāzes gigantam Neptūns, kas sastāv no zema blīvuma gaistošām vielām, savukārt dažiem ir blīvums lielāks nekā Zemei, kas pārsvarā sastāv no iežiem (apmēram 32% dzelzs). Jauns pētījums eksoplanetu pārbaudīja Kepler-107 sistēma, lai mēģinātu izprast, kā planētām vienā un tajā pašā sistēmā un ar līdzīgiem izmēriem var būt tik plašs blīvuma diapazons.
Komanda koncentrējās uz Kepler-107 sistēmu, jo tajā ir četras apakšējā Neptūna lieluma planētas: Kepler-107b, c, d un e. Divām iekšējām planētām - 107b un 107c - ir gandrīz identiski 1,5 un 1,6 Zemes rādiusi, bet 107c ir vairāk nekā divreiz blīvāki nekā 107b. Kā šiem dvīņiem, kas ir daļa no ļoti kompaktas planētu sistēmas, var būt tik dažādas kompozīcijas?
"Šī ir viena no daudzām interesantām eksoplanētu sistēmām, kuras Keplera kosmiskais teleskops ir atklājis un raksturojis."
Li Zeng, Hārvarda universitātes Zemes un planētu zinātņu nodaļa.
Īsā atbilde ir tāda, ka tie veidojas ļoti atšķirīgos apstākļos, vai arī, ka kaut kas dramatisks notika pēc formēšanas, lai tik krasi mainītu to blīvumu.
Pirms Keplera astronomiem bija tikai mūsu Saules sistēma, pa kuru iet. Un mūsu sistēmā, šķiet, ka Jupiters, Saturns, Urāns un Neptūns veidojas protoplanetārā diska ārējās daļās no aukstiem ledus un gāzēm, kas veidoja lielāko daļu materiāla ārējā Saules sistēmā. Jaunās Saules sistēmas iekšienē akmeņainās planētas veidojās no materiāliem, kas izdzīvoja Saules starojumu, piemēram, silikāti un dzelzs.
Bet Keplera misija mums parādīja, ka tas, ko mēs uzskatām par normu, proti, mūsu pašu Saules sistēma, ir tikai viens ceļš, pa kuru var iet Saules sistēmas. Keplers atklāja daudzus tā sauktos “karstos Jupiterus”, lielas, gāzveida pasaules, kas riņķo ļoti tuvu savām zvaigznēm. Šie milzīgie gāzes giganti nevarētu būt izveidojušies tik tuvu savām zvaigznēm, jo gāzes, no kurām viņi izveidojās, nebūtu izdzīvojuši tik tuvu savai zvaigznei. Viņiem jābūt izveidotiem tālāk un pēc tam migrēja.
Ir pierādījumi, ka Jupiters izveidojās mūsu Saules sistēmas ārējos apgabalos, pēc tam migrēja tuvāk Saulei, pirms atradās ceļā uz pašreizējo orbītu. Bet, cik mēs zinām, iekšējās klinšainās planētas nemigrēja: tās izveidojās iekšējā Saules sistēmā un palika šeit.
Kepler 107 sistēma mums arī parāda, ka Saules sistēmas var veidoties savādāk nekā mūsu pašu, un ka katastrofāla divu pasauļu sadursme var mainīt to blīvumu.
Keplera 107.b un 107.c rādiuss ir 1,53 un 1,59 Zemes rādiuss, orbitāli periodi ir 3,18 un 4,9 dienas, bet blīvums ir attiecīgi 5,3 un 12,65 grami uz kubikcentimetru. Kā var uzskatīt milzīgo blīvuma atšķirību? Ja saules starojums būtu atbildīgs, vārot gaistošās vielas, vai tad abas planētas nebūtu tam pakļautas? Arī ārējai planētai ir lielāks blīvums, nevis iekšējai.
Astronomu komanda apgalvo, ka atšķirīgie blīvumi ir izraisījusi katastrofālu sadursmi.
Pēc viņu domām, notika, ka Kepler 107c, ārējā un blīvākā planēta, cieta katastrofālā sadursmē, kas noņēma tās silikāta apvalku, atstājot tikai dzelzs serdi.
"Šī ir viena no daudzām interesantām eksoplanetu sistēmām, kuras Keplera kosmiskais teleskops ir atklājis un raksturojis," sacīja Li Zeng no Hārvardas. Šis atklājums ir apstiprinājis agrāku teorētisko darbu, kas liek domāt, ka planētas veidošanās laikā liela loma ir bijusi planētu ietekmei. Paredzams, ka TESS misija atradīs vairāk šādu piemēru. ”
Planētu sadursmes nav jauna ideja. Pierādījumi liecina, ka Zemes Mēness tika izveidots katastrofiskas sadursmes rezultātā starp Zemi un citu ķermeni ar nosaukumu Theia. Šis jaunais pētījums liek domāt, ka tie var būt daudz izplatītāki, nekā domājams.
Ja planētu sistēmās bieži notiek katastrofiski traucējumi, tad astronomi paredz atrast daudzus citus piemērus, piemēram, Kepler-107, jo arvien precīzāks tiek noteikts arvien lielāks eksoplanetu blīvums.
Avoti:
- Pētniecības raksts: Milzu trieciens kā dažādu dvīņu iespējamā izcelsme Kepler-107 eksoplanetu sistēmā
- Preses relīze: Eksoplanētu sadursme
- Wikipedia: Kepler-107
- Cal-Tech: Karstie Jupiters
- Wikipedia: karsts Jupiters
