Existuje určitý druh exoplanety, ktorú astronómovia niekedy označujú ako planéty cukrovej vaty alebo super obláčiky. Sú záhadné, pretože ich masy sa nezhodujú s ich extrémne veľkými polomermi. Tieto dve vlastnosti znamenajú planétu s extrémne nízkou hustotou.
V našej slnečnej sústave nie sú nič podobné a ich nájdenie vo vzdialených solárnych systémoch bolo zarážajúce. Teraz na to prišiel pár astronómov.
Astronómami sú Anthony Piro z Carnegie University a Shreyas Vissapragada v Caltech. Ich článok je nazvaný „Preskúmanie toho, či môžu byť supersúfky vysvetlené ako prstencové exoplanety“. Publikuje sa v The Astronomical Journal.
"Začali sme premýšľať, čo keď tieto planéty vôbec nie sú vzdušné ako cukrová vata," uviedol Piro v tlačovej správe. "Čo ak sa superfajčiaky zdajú také veľké, pretože sú skutočne obklopené prstencami?"
Lovci planét našli viac ako 4 000 potvrdených exoplanet. Astronómovia môžu starostlivo pozorovať exoplanetové charakteristiky, ako je hustota, hmotnosť, veľkosť a to aj v prípade, že sa nachádzajú v obývateľnej zóne svojej hviezdy. Neexistuje však reálny spôsob, ako zistiť, či tieto vzdialené objekty majú krúžky.
Bolo by prekvapujúce, keby to tak nebolo. Všetky plynové giganty a ľadové giganty v našej slnečnej sústave majú prstene, ale iba Saturnove sú ľahko rozoznateľné.
Väčšina exoplanet sa objaví pomocou metódy tranzitu. To znamená starostlivé pozorovanie planéty, ktorá prechádza medzi jej hostiteľskou hviezdou a nami. Astronómovia môžu na základe najmenšieho poklesu svetelného toku spôsobeného tranzitom planéty detekovať planétu. Takto určujú aj ďalšie charakteristiky planéty a sledujú, ako sa hviezda kolísa v reakcii na pohyb planéty.
Metóda tranzitu však nemôže astronómom povedať, či má planéta prstene. V myšlienkovom experimente sa astronómovia pýtali, ako by planéty ako Saturn vyzerali vzdialenému pozorovateľovi.
"Začali sme premýšľať, či by ste sa na nás mali pozerať zo vzdialeného sveta, spoznali by ste Saturn ako planétu s prstencom alebo by sa zdala byť nafúknutou planétou pre mimozemského astronóma?" Spýtala sa Vissapragada.
Vedci vo svojej práci hovoria: „Užitočným príkladom je Saturn: v priemere za sezónu, ak by externý pozorovateľ meral veľkosť Saturnovej tranzitnej cesty bez započítania krúžkov, podcenil by jej skutočnú hustotu asi dvakrát.“
Stavali na experimente s myšlienkou so skutočným experimentom alebo simuláciou. Vedci simulovali prstencovú planétu prechádzajúcu pred Slnkom a to, čo by vyzeralo vzdialenému astronómovi pomocou výkonných pozorovacích prístrojov. Študovali tiež typy materiálov v prstencoch, ktoré by ovplyvnili pozorovania.
Výsledky boli zmiešané. Podľa ich práce dokážu prstene vysvetliť niektoré planéty, ale nie všetky. Vo svojom článku hovoria: „Zistili sme, že toto vysvetlenie funguje pre niektoré z nadýchaní, ale pre iných to má problémy.“ Súčasťou vysvetlenia týchto výsledkov je neobvyklé spektrum listových planét.
Vo svojom článku autori hovoria: „Uvažujeme, či by <nafúknuté planéty> mohli mať veľké odvodené polomery, pretože sú v skutočnosti prsteňmi. To by prirodzene vysvetľovalo, prečo superfajčiari doteraz vykazovali iba bezvýznamné tranzitné spektrá. “ Za normálnych okolností bude mať exoplaneta spektrá, ale pri prstencoch žiadne neexistuje.
Autori pokračujú: „Zistili sme, že táto hypotéza môže fungovať v niektorých prípadoch, ale nie vo všetkých. Tesná blízkosť superdúchadiel k ich materským hviezdam si vyžaduje krúžky so skôr skalnatým ako ľadovým zložením. “ To zase obmedzuje polomer samotných krúžkov.
A limit polomerov znamená, že prstene dokážu vysvetliť niektoré nafúknuté planéty, ale nie všetky. Podľa tohto článku je „náročné vysvetliť veľkú veľkosť Kepler 51b, 51c, 51d a 79d, pokiaľ krúžky nie sú zložené z porézneho materiálu.“ Všetky tri planéty Kepler 51 sú všetky nafúknuté planéty a sú to tri planéty s najnižšou známou hustotou. V skutočnosti, hoci sú to všetky planéty veľkosti Jupiter, ich masy sú iba niekoľkokrát väčšie ako planéty Zeme.
V tlačovej správe to spoluautor Piro vysvetlil týmto spôsobom: „Tieto planéty majú tendenciu obiehať na obežnej dráhe v tesnej blízkosti svojich hostiteľských hviezd, čo znamená, že prstene by mali byť skôr skalnaté než ľadové. Polomery skalných prsteňov však môžu byť také veľké, ibaže by bola hornina veľmi porézna, takže nie každý superfučák by vyhovoval týmto obmedzeniam. “
Materiál tvoriaci skalný prsteň môže byť iba taký hustý a môže vytvárať iba krúžky určitej veľkosti. Ak je príliš hustý a príliš vzdialený od planéty, namiesto toho sa skombinuje do satelitov.
Vedci tvrdia, že najmenej tri pozorované planétkové planéty môžu byť pravdepodobne vysvetlené prstencami: Kepler 87c a 177c, ako aj HIP 41378f. Kepler 87c je rovnako veľký ako Neptún, ale je iba asi 6,4-krát väčší ako Zem. Ostatné dve osoby na ich zozname majú podobný rozdiel medzi veľkosťou a hmotnosťou.
Bohužiaľ, rovnako ako mnoho problémov v astronómii, nemáme pozorovaciu právomoc zistiť, či je tento výskum presný. Pozorovanie zeme sa priblížilo k jasným cieľom, ale hostiteľské hviezdy pre známe planétky sú príliš nejasné. (Jedinou výnimkou je HIP 41278 f, ktorý bol ohlásený ako nová planétová planéta, keď autori dokončili tento článok.) Rovnako ako iné problémy v astronómii, musíme počkať, kým sa James Webb Space Telescope nerozsvieti otázka. Žiadne aktuálne pozorovacie zariadenie nie je schopné zistiť prstene okolo exoplanet.
Ak sa u niektorého z týchto exoplanet potvrdí, že má krúžky, bude to dôležitý vývoj. Astronómom dám oveľa lepšie pochopenie toho, ako sa vytvorili planetárne systémy a ako sa vyvíjali.
Viac:
- Tlačová správa: Čo keď tajomné planétkové cukrovinky skutočne prstene?
- Výskumná kniha: Preskúmanie toho, či môžu byť supersúfky vysvetlené ako prstencové exoplanety
- Vesmírny časopis: Je „mimozemská megastruktúra“ okolo Tabbyho hviezdy skutočne prstencovým plynovým obrom?
