Există un tip de exoplanet la care astronomii se referă uneori ca planete cu bomboane de bumbac sau super-puf. Sunt misterioase, deoarece masele lor nu se potrivesc cu razele lor extrem de mari. Cele două caracteristici implică o planetă cu o densitate extrem de mică.
În Sistemul nostru solar, nu există nimic asemănător, iar găsirea lor în sisteme solare îndepărtate a fost încurcătoare. Acum o pereche de astronomi ar fi putut să-și dea seama.
Astronomii sunt Anthony Piro de la Universitatea Carnegie și Shreyas Vissapragada, la Caltech. Hârtia lor este intitulată „Explorare dacă Super-pufurile pot fi explicate ca exoplanete inelate.” Este publicat în The Astronomical Journal.
„Am început să ne gândim, ce se întâmplă dacă aceste planete nu sunt deloc aerisite, precum bomboanele de bumbac”, a spus Piro într-un comunicat de presă. „Ce se întâmplă dacă super-pufulii par atât de mari pentru că sunt de fapt înconjurați de inele?”
Vânătorii de planete au găsit peste 4.000 de exoplanete confirmate. Cu o observare atentă, astronomii pot constrânge caracteristici exoplanetă precum densitatea, masa, dimensiunea și chiar dacă se află în zona locuibilă a stelei lor. Dar nu există o modalitate reală de a determina dacă aceste obiecte îndepărtate au inele.
Ar fi surprinzător dacă niciunul nu ar face acest lucru. Toți giganții cu gaz și giganții de gheață din Sistemul nostru solar au inele, deși numai Saturn este ușor de discernut.
Cea mai mare parte a exoplanetelor sunt descoperite prin metoda de tranzit. Aceasta implică observarea cu atenție a unei planete pe măsură ce trece între steaua gazdă și noi. Pe baza micilor scufundări în lumina stelelor, cauzele de tranzit ale planetei, astronomii pot detecta o planetă. Este, de asemenea, modul în care determină celelalte caracteristici ale unei planete, împreună cu privirea în timp ce steaua zburlăște ca răspuns la mișcarea planetei.
Dar metoda de tranzit nu poate spune astronomilor dacă o planetă are inele. Într-un experiment de gândire, astronomii s-au întrebat cum ar arăta planetele ca Saturn pentru un observator îndepărtat.
„Am început să ne întrebăm, dacă ar fi să ne uităm înapoi la noi dintr-o lume îndepărtată, ai recunoaște Saturn ca o planetă inelată sau ar părea a fi o planetă pufoasă pentru un astronom străin?” Întrebă Vissapragada.
În lucrarea lor, cercetătorii spun „Un exemplu util de luat în considerare este cel al lui Saturn: în medie în sezon, dacă un observator extern ar măsura dimensiunea lui Saturn în tranzit fără a contabiliza inele, ei ar subestima adevărata densitate a acesteia cu aproximativ un factor de doi.”
Au construit pe baza acelui gând cu un experiment sau o simulare. Cercetătorii au simulat o planetă inelată care trecea în fața Soarelui și cum ar arăta asta pentru un astronom îndepărtat, cu instrumente puternice de observare. De asemenea, au studiat tipurile de materiale din inele care ar afecta observațiile.
Rezultatele au fost mixte. Conform muncii lor, inelele pot explica unele planete puf, dar nu toate. În lucrarea lor spun: „Constatăm că această explicație funcționează pentru unii dintre super-puf, dar pentru alții are dificultăți.” O parte din explicația acestor rezultate include spectrele fără caracteristice ale planetelor puf.
În lucrarea lor, autorii spun „Aici vom lua în considerare dacă„ planetele pufului ”ar putea avea mari radiații inferioare, deoarece de fapt sunt inelate. Acest lucru ar explica în mod firesc de ce până în prezent, super-pufurile au arătat doar spectre de tranzit fără caracter. ” În mod normal, un exoplanet va avea spectre, dar cu inele, nu există.
Autorii continuă: „Constatăm că această ipoteză poate funcționa în unele cazuri, dar nu în toate. Apropierea super-pufurilor de stelele lor părinte necesită inele cu o compoziție stâncoasă, mai degrabă decât înghețată. " Acest lucru, la rândul său, pune o limită pe razele inelelor în sine.
Iar limita de pe raze înseamnă că inelele ar putea explica unele planete pufoase, dar nu toate. Potrivit lucrării, „face dificilă explicarea dimensiunii mari a Kepler 51b, 51c, 51d și 79d, cu excepția cazului în care inelele sunt compuse din material poros.” Cele trei planete Kepler 51 sunt toate planete puf și sunt cele trei cu cele mai mici densități cunoscute. De fapt, deși sunt toate planetele de dimensiunea Jupiter, masele lor sunt doar de câteva ori mai mari decât cele ale Pământului.
Într-un comunicat de presă, co-autorul Piro a explicat astfel: „Aceste planete tind să orbiteze în apropierea stelelor lor gazdă, ceea ce înseamnă că inelele ar trebui să fie stâncoase, mai degrabă decât înghețate. Dar razele cu inele stâncoase nu pot fi decât atât de mari, cu excepția cazului în care roca este foarte poroasă, așa că nu orice super-puf nu s-ar potrivi cu aceste constrângeri. "
Materialul care alcătuiește un inel stâncos poate fi doar atât de dens și poate alcătui doar inele de o anumită dimensiune. Dacă este prea densă și prea îndepărtată de planetă, se va combina în loc de sateliți.
Perechea de cercetători spun că cel puțin trei planete observate pot fi explicate prin inele: Kepler 87c și 177c, precum și HIP 41378f. Kepler 87c este la fel de mare ca Neptun, dar este de aproximativ 6,4 ori mai masiv decât Pământul. Celelalte două de pe lista lor au o discrepanță similară între dimensiune și masă.
Din păcate, ca multe probleme din astronomie, nu avem puterea de observare pentru a afla dacă această cercetare este corectă. Observațiile la sol s-au apropiat de ținte luminoase, dar stelele gazdă pentru planetele puf cunoscute sunt prea slabe. (Singura excepție este HIP 41278 f, care a fost anunțată ca o nouă planetă puff atunci când perechea de autori au completat această lucrare.) De asemenea, ca și alte probleme din astronomie, trebuie să așteptăm ca Telescopul spațial James Webb să arunce ceva lumină. Problema. Nici o instalație actuală de observare nu este capabilă să detecteze inele în jurul exoplanetelor.
Dacă se confirmă că oricare dintre aceste exoplanete are inele, va fi o dezvoltare importantă. Voi oferi astronomilor o înțelegere mult mai bună despre cum s-au format sistemele planetare și cum au evoluat acestea.
Mai Mult:
- Comunicat de presă: Ce se întâmplă cu planetele misterioase „Bomboane de bumbac” Inele de sport?
- Document de cercetare: Explorarea dacă Super-puf pot fi explicate ca exoplanetele inelate
- Revista spațială: „Megastructura extraterestră” este în jurul stelei lui Tabby, de fapt, un gigant cu gaz inelat?
