Korrelatsioon planeete läbivate raskete elementide ja nende vanemate metallisuse vahel. Kujutise krediit: A&A. Pilt suuremalt
Avastatud 188 ekstrasolaarsest planeedist on 10 transiidid; me näeme neid, sest nad hämardavad vanematähte ees liikudes. See annab astronoomidele võimaluse uurida nende planeetide tegelikku koostist. Euroopa astronoomid on avastanud, et nende “kuumade Jupiterite” metallisisaldus sõltub nende tähttähe metalli kogusest, mis muudab nende tuumade suurust.
Euroopa astronoomide meeskond eesotsas T. Guillotiga (CNRS, Observatoire de la Cote d’Azur, Prantsusmaa) avaldab uue uuringu Pegasidide (tuntud ka kui kuumad Jupiterid) füüsika teemal Astronoomia ja astrofüüsika. Nad leidsid, et raskete elementide hulk Pegasidides on korrelatsioonis nende lähtetähtede metallisusega. See on esimene samm ekstrasolaarsete planeetide füüsilise olemuse mõistmiseks.
Siiani on astronoomid avastanud 188 ekstrasolaarset planeeti, millest 10 on tuntud kui „transiitplaneedid”. Need planeedid liiguvad igal orbiidil oma tähe ja meie vahel. Arvestades praeguseid tehnilisi piiranguid, on ainsad tuvastatavad transiitplaneedid hiiglaslikud planeedid, mis tiirlevad nende vanema tähe lähedal, mida nimetatakse „kuumadeks Jupiteriteks” või Pegasiidideks. Seni teadaoleval kümnel läbitaval planeedil on mass vahemikus 110 kuni 430 maakera massi (võrdluseks on Jupiter, 318 maakera massiga, meie Päikesesüsteemi kõige massiivsem planeet).
Ehkki haruldased, on transiitplaneedid võtmeks planeetide moodustumise mõistmisel, kuna need on ainsad, mille jaoks on võimalik määrata nii mass kui ka raadius. Põhimõtteliselt võib saadud keskmine tihedus piirata nende üldist koostist. Keskmise tiheduse ülekandmiseks globaalseks koostiseks on aga vaja planeetide sisemise struktuuri ja arengu täpseid mudeleid. Olukorra muudavad keeruliseks meie suhteliselt halvad teadmised aine käitumisest kõrge rõhu korral (rõhk hiiglaslike planeetide siseruumides on Maa atmosfäärirõhust enam kui miljon korda suurem). Kuni 2006. aasta aprillini teada olnud üheksast transiitplaneedist võis selle globaalse koostise rahuldavalt kindlaks teha vaid kõige vähem massiivne. Näidati, et sellel on massiivne raskete elementide tuum, umbes 70-kordne Maa mass, vesiniku ja heeliumi 40 maapinna ümbrisega. Ülejäänud kaheksast planeedist leiti, et Jupiter ja Saturn moodustasid kuue peamiselt vesiniku ja heeliumi, kuid nende tuumassi ei olnud võimalik kindlaks teha. Kaks viimast leiti olevat liiga suured, et seda lihtsate mudelitega seletada.
Tristan Guillot ja tema meeskond, pidades neid esmakordselt ansambliks ning pidades silmas anomaalselt suuri planeete, leidsid Tristan Guillot ja tema meeskond, et üheksal transiitplaneedil on homogeensed omadused, tuumamassiga vahemikus 0 (tuuma pole või on väike) üles kuni 100-kordne Maa mass ja ümbritsev vesinik ja heelium. Seetõttu peaksid mõned pegasiidid sisaldama arvatust suuremas koguses raskeid elemente. Kui võrrelda Pegasiidide raskete elementide massi lähtetähtede metallisusega, leidsid nad ka korrelatsiooni olemasolu: planeetidega, mis on sama rikas kui meie Päike ja millel on väikesed südamikud, sündinud planeetidega, samal ajal kui planeedid tiirlevad tähtede ümber mis sisaldavad kaks kuni kolm korda rohkem metalle, on palju suuremate südamikega. Nende tulemused avaldatakse ajakirjas Astronomy & Astrophysics.
Planeedi moodustumise mudelitel pole õnnestunud ennustada paljudel planeetidelt sel viisil leitud raskete elementide suurtes kogustes, nii et need tulemused tähendavad, et need tuleb üle vaadata. Tähtede ja planeetide koostise korrelatsiooni tuleb kinnitada edasiste planeetide kaudu läbitavate avastustega, kuid see töö on esimene samm ekstrasolaarsete planeetide füüsikalise olemuse ja nende moodustumise uurimisel. See selgitaks, miks transiitplaneete on nii raske leida. Kuna enamikul pegasiididel on suhteliselt suured tuumad, on need arvatust väiksemad ja nende tähtede ees läbisõidul on neid raskem tuvastada. Igal juhul on see paljulubav oktoobris algava CNES-i kosmosemissiooni COROT jaoks, mis peaks avastama ja viima kümnete transiitplaneetide kirjelduseni, sealhulgas väiksemad planeedid ja planeedid, mis tiirlevad tähest liiga kaugel, et neid maapinnalt tuvastada .
Mis saab kümnendast transiitplaneedist? XO-1b kuulutati välja üsna hiljuti ja leitakse, et see on ka anomaalselt suur planeet, mis tiirleb ümber päikeselise metalli tähe. Mudelid viitavad sellele, et sellel on väga väike tuum, nii et see uus avastus tugevdab kavandatud tähe-planeedi metallilisuse korrelatsiooni.
Algne allikas: NASA Astrobiology
