Kosmoses on ebatavaline eksoplaneedi nimi Gliese 3470 b (GJ 3470 b.). See on kummaline maailm, selline nagu Maa ja Neptuuni hübriid. Sellel on kivine tuum nagu Maa, kuid seda ümbritseb vesinikust ja heeliumist koosnev atmosfäär. See kombinatsioon erineb meie päikesesüsteemis kõigest.
Planeet tiirleb ümber Vähi tähtkujus punase kääbustähe nimega Gliese 3470. GJ 3470 b on umbes 12,6 Maa massi, mis tähendab, et see on massist Maa ja Neptuuni vahel umbes poolel teel. (Neptuun on umbes 17 Maa massi.)
Tänu Kepleri missioonile teame, et selles massivahemikus on palju eksoplaneete. Võimalik, et selles vahemikus langeb kuni 80% planeetidest, ehkki tulevased eksoplaneedi missioonid seda kahtlemata selgitavad. Siiani pole astronoomid ühe sellise planeedi atmosfääri hästi vaadanud ja seetõttu on nende moodustumine pisut mõistatus.
Hubble'i ja Spitzeri kosmoseteleskoobid on kokku tulnud, et GJ 3470 b atmosfääri lähemalt uurida ja see on esimene kord, kui astronoomid on suutnud tuvastada sellise planeedi atmosfääri keemilise sõrmejälje. Nad leidsid, et planeedil on vesiniku ja heeliumi peaaegu ürgne, ürgne õhkkond, ilma et seal oleks raskemaid elemente.
Ja see kujutab natuke saladust.
"Meil pole Päikesesüsteemis midagi sellist ja see teebki selle silmatorkavaks."
Björn Benneke Kanada Montreali ülikoolist
Pool täht, pool planeet?
GJ 3470 b koos vesiniku ja heeliumi atmosfääriga on mõnes mõttes pigem täht kui planeet. Meie enda Päike on 73% vesinik ja ülejäänud on peaaegu kogu heelium. Ainult väike osa Päikesest on raskemad elemendid nagu hapnik, neoon, raud ja süsinik. Gaasihiiglased Jupiter ja Saturn on enamasti vesinik ja heelium, kuid need sisaldavad ka muid ühendeid nagu metaan ja ammoniaak, aga ka raskemaid elemente. Need ühendid puuduvad GJ 3470-s peaaegu.
„See on planeedi moodustamise vaatenurgast suur avastus. Planeet tiirleb tähe lähedale ja on kaugelt vähem massiivne kui Jupiter - 318 korda suurem Maa massist -, kuid tal on õnnestunud kihistada ürgset vesiniku / heeliumi atmosfääri, mis on raskemate elementide poolt suuresti „saastamata“, “ütles Björn Benneke University of University-st. Montrealis Kanadas NASA pressiteates. "Meil pole Päikesesüsteemis midagi sellist ja see teebki selle silmatorkavaks."
Selle töö taga olevad astronoomid ühendasid mõlema kosmoseteleskoobi mitme lainepikkuse võime, et saada GJ 3470 b atmosfääri hea ülevaade. Nad tegid seda, mõõtes tähevalguse neeldumist, kui eksoplaneet läks oma peremehe tähe ette. Samuti mõõtsid nad peegeldunud valguse kadu, kui eksoplaneet möödus tähe tagant. Kokku vaatles kosmoseteleskoopide paar 12 transiiti ja 20 eclipsi.
Astronoomid kasutavad atmosfääris vesiniku ja heeliumi keemiliste sõrmejälgede tuvastamiseks spektroskoopiat ning planeedi atmosfääri olemus tegi selle kõik võimalikuks. See on enamasti selge väga vähese uduga, mis tähendab, et nad suutsid sügavalt atmosfääri vaadata. “Esmakordselt on meil sellise maailma kohta spektroskoopiline allkiri,” ütles Benneke.
Kuid see spektroskoopia paljastas midagi ootamatut. Astronoomid arvasid, et nad leiavad Neptuuni planeediga sarnase keemilise koostise, milles on raskemaid elemente nagu hapnik ja süsinik. Kuid selle asemel leidsid nad atmosfääri, mis meenutas Päikest.
"... leidsime atmosfääri, mis on rasketes elementides nii vilets, et selle koostis sarnaneb päikese vesiniku- / heeliumirikka koostisega."
BJÖRN BENNEKE KANADA MONTREALI ÜLIKOOLIST
"Me eeldasime atmosfääri, mis on tugevalt rikastatud raskemate elementidega nagu hapnik ja süsinik, mis moodustavad ohtralt veeauru ja metaangaasi, sarnaselt sellele, mida näeme Neptuunil," ütles Benneke. "Selle asemel leidsime atmosfääri, mis on rasketes elementides nii vilets, et selle koostis sarnaneb Päikese vesiniku- / heeliumirikka koostisega."
Piecing see koos
Nüüd, kui astronoomid on tänu Hubble'i ja Spitzeri kosmoseteleskoopide kombineeritud võimsusele saanud eksoplaneedi atmosfääris hea käepideme, saavad nad hakata aru saama, kuidas see paaritu kuuli planeet võis tekkida.
GJ 3470 b on teravas kontrastis teiste eksoplaneetidega. Astronoomid arvavad, et teised eksoplaneedid, näiteks Kuumad Jupiterid, moodustuvad Päikesest väga kaugel ja rändavad siis sissepoole. Kuid astronoomid arvavad, et see eksoplaneet moodustus punase kääbustähe lähedale, sinna, kuhu ta täna asub.
Tõenäoliselt moodustus see algul väikese kivise objektina, mis oli ümbritsetud protoplaneetilise ketta keskele, umbes samal ajal kui täht moodustus. See oleks oma atmosfääri kogunud või akrediteerinud samast ürgsest materjalist kettal, millest täht moodustas. Ja see selgitaks vesiniku / heeliumi atmosfääri ja miks puuduvad sellest raskemad elemendid.
"See on planeedi moodustamise vaatenurgast suur avastus."
BJÖRN BENNEKE KANADA MONTREALI ÜLIKOOLIST
"Me näeme objekti, mis suutis protoplanetaarselt kettalt vesinikku eritada, kuid ei jooksnud kuumaks Jupiteriks," ütles Benneke. "See on intrigeeriv režiim."
Mis võis juhtuda, oli see, et see kogub endiselt kettalt asju, kuid täht kasvas kiiremini ja ketas hajus. See takistas GJ 3470 b suurenedes ja muutumas meie Päikesesüsteemi gaasihiiglaste sarnaseks, nende atmosfääris olid raskemad elemendid.
Praegu seisab siin meie arusaam sellest intrigeerivast veidrast paaritundlikust eksoplaneedist. Kuid kui James Webbi kosmoseteleskoop (JWST) on üles töötatud, räägitakse sellest meile veel.
JWST on võimas kosmoseteleskoop, mis näeb enneolematu tundlikkusega infrapunakiirgust. See suudab proovile panna GJ 3470 b ja teiste eksoplaneetide atmosfääri ning paljastada veel nägemata asju. Eelkõige jälgib see lainepikkuste korral, et hägustavad hägused muutuvad peaaegu läbipaistvaks.
Siis kasvab meie arusaam kõigist eksoplaneetidest, mitte ainult sellest, hüppeliselt.
Allikad:
- Pressiteade: Hubble, Spitzer, näitas keskmise suurusega planeedi atmosfääri
- Vikipeedia: Gliese 3470 b
- Spitzeri kosmoseteleskoop
