On olemassa eräänlainen eksoplaneetta, jota tähtitieteilijät viittaavat joskus puuvillakristalliplaneeteiksi tai superpuhveiksi. Ne ovat salaperäisiä, koska heidän massansa eivät sovi heidän erittäin suurten säteidensä kanssa. Nämä kaksi ominaisuutta viittaavat planeettaan, jonka tiheys on erittäin pieni.
Aurinkokuntamme ei ole mitään sellaista, ja niiden löytäminen kaukaisista aurinkojärjestelmistä on ollut hämmentävää. Nyt pari tähtitieteilijöitä on saattanut tajua sen.
Tähtitieteilijät ovat Anthony Piro Carnegie Universitystä ja Shreyas Vissapragada Caltechista. Heidän kirjoituksensa on nimeltään ”Tutkitaan, voidaanko superpuhkat selittää renkaistetuiksi eksoplaneeteiksi”. Se on julkaistu The Astronomical Journal -lehdessä.
"Aloin miettiä, entä jos nämä planeetat eivät ole ilmavia kuin puuvillankarkkeja", Piro sanoi lehdistötiedotteessa. "Entä jos superpuhdat vaikuttavat niin suurilta, että niitä todella ympäröivät renkaat?"
Planeettametsästäjät ovat löytäneet yli 4000 vahvistettua eksoplaneettaa. Huolellisella tarkkailulla tähtitieteilijät voivat rajoittaa eksoplaneetan ominaisuuksia, kuten tiheyttä, massaa, kokoa, ja vaikka he olisivatkin tähtensä asumisalueella. Mutta ei ole mitään todellista tapaa määrittää, onko näillä kaukaisilla esineillä renkaat.
Olisi yllättävää, jos kukaan ei toimisi. Kaikilla aurinkokunnan järjestelmämme kaasujätteillä ja jään jättiläisillä on renkaat, vaikka vain Saturnin on helposti havaittavissa.
Suurin osa eksoplaneetoista löydetään kuljetusmenetelmällä. Tähän sisältyy planeetan tarkka tarkkailu sen kulkiessa isäntätähden ja meidän välillä. Tähtitieteilijät voivat havaita planeetan, koska planeetta on kulkenut tähtitaivaan pieneen merkkivaloon. Se on myös se, kuinka he määrittävät planeetan muut ominaisuudet, samalla kun katsotaan, kun tähti heiluu vastauksena planeetan liikkeelle.
Mutta kauttakuljetusmenetelmä ei voi kertoa tähtitieteilijöille, onko planeetalla renkaita. Ajattelukokeessa tähtitieteilijät ihmettelivät, mitkä Saturnin kaltaiset planeetat näyttäisivät kaukaiselle tarkkailijalle.
"Aluksemme ihmetteli, tunnisitko Saturnuksen renkaattuna planeetana vai jos se katsoisi taaksepäin meitä kaukaisesta maailmasta, vai näisikö se muukalaiselle tähtitieteilijälle turvonnut planeetta?" Vissapragada kysyi.
Tutkijoiden lausunnossa tutkijat sanovat: "Saturnuksen hyödyllinen esimerkki: vuodenajan keskiarvona, jos ulkopuolinen tarkkailija mittaa Saturnuksen koon kauttakulussa ottamatta huomioon renkaita, he aliarvioivat sen todellisen tiheyden noin kahdella kertoimella."
He rakensivat kyseisen ajatuskokeen todellisen kokeen tai simulaation avulla. Tutkijat simuloivat auringon edessä kulkevaa rengasmaista planeettaa, ja miltä se näyttäisi kaukaiselle tähtitieteilijälle voimakkaiden havaintovälineiden avulla. He tutkivat myös rengasmateriaalityyppejä, jotka vaikuttavat havaintoihin.
Tulokset sekoitettiin. Työnsä mukaan renkaat voivat selittää joitain suihkuplaneetteja, mutta eivät kaikkia niitä. He sanovat paperissaan: "Me huomaamme, että tämä selitys toimii joillekin superpuhveista, mutta toisilla sillä on vaikeuksia." Osa selitystä näille tuloksille sisältää piirteettömät spektrit puffiplaneetoilla.
Kirjailijat sanovat kirjoituksessaan, että ”pohdimme, voisiko niillä <puffiplaneetoilla> olla suuret päätelty säde, koska ne ovat todella rengastettuja. Tämä selittäisi luonnollisesti, miksi superpuhelimet ovat toistaiseksi osoittaneet vain ominaisuuksettomia kauttakulkuspektrejä. " Yleensä eksoplaneetalla on spektrit, mutta renkaissa ei ole.
Kirjoittajat jatkavat: ”Huomaamme, että tämä hypoteesi voi toimia joissakin tapauksissa, mutta ei kaikissa. Superpuhjien läheisyys vanhempiin tähtiin edellyttää renkaita, joissa on pikemminkin kivinen kuin jäinen koostumus. " Tämä puolestaan asettaa rajan renkaiden säteille.
Ja säteen raja tarkoittaa, että renkaat voisivat selittää joitain puffiplaneettoja, mutta eivät kaikkia niitä. Lehden mukaan tämä "tekee haasteelliseksi selittää Kepler 51b, 51c, 51d ja 79d suuret koot, elleivät renkaat koostu huokoisesta materiaalista". Kolme Kepler 51 -planeetta ovat kaikki puffiplaneettoja ja ne ovat kolme, joilla on pienin tunnetut tiheydet. Itse asiassa, vaikka ne ovat kaikki Jupiterin kokoisia planeettoja, niiden massat ovat vain muutaman kerran suuremmat kuin Maan.
Yhteiskirjailija Piro selitti lehdistötiedotteessa sen seuraavasti: ”Nämä planeetat pyrkivät kiertämään läheisyydessä isäntätähteidensä kanssa, mikä tarkoittaa, että renkaiden on oltava kivisiä eikä jäisiä. Mutta kivinen rengassäde voi olla vain niin suuri, ellei kallio ole kovin huokoinen, joten kaikki superpuffit eivät sopisi näihin rajoituksiin. "
Materiaali, joka muodostaa kivisen renkaan, voi olla vain niin tiheä, ja se voi koostua vain tietyn kokoisista renkaista. Jos se on liian tiheä ja liian kaukana planeetasta, se yhdistyy satelliiteiksi.
Tutkijaparin mukaan ainakin kolme havaittua turvotusplaneetaa voidaan todennäköisesti selittää renkailla: Kepler 87c ja 177c sekä HIP 41378f. Kepler 87c on yhtä suuri kuin Neptune, mutta se on vain noin 6,4 kertaa yhtä massiivinen kuin Maa. Kaksi muuta heidän luettelossaan ovat samankaltaisia eroja koon ja massan välillä.
Valitettavasti, kuten monissa tähtitieteen kysymyksissä, meillä ei ole tarkkailuvaltaa selvittääkseen tämän tutkimuksen paikkansapitävyyttä. Maapallon havainnot ovat tulleet lähelle kirkkaita kohteita, mutta tunnettujen puffiplaneettojen isäntätähdet ovat liian himmeitä. (Ainoa poikkeus on HIP 41278 f, joka julistettiin uudeksi paisuntaplanetiksi kirjoittajien parin valmistellessa tätä artikkelia.) Samoin kuin muidenkin tähtitieteen asioiden, meidän on odotettava, kunnes James Webbin avaruusteleskooppi valaisee jonkin verran valoa. ongelma. Yksikään nykyinen tarkkailulaitos ei pysty havaitsemaan renkaita eksoplaneettojen ympärillä.
Jos jollain näistä eksoplaneetoista varmennetaan olevan renkaat, se on tärkeä kehitys. Annan tähtitieteilijöille paljon paremman käsityksen siitä, kuinka planeettajärjestelmät muodostuivat ja miten ne kehittyivät.
Lisää:
- Lehdistötiedote: Entä jos salaperäiset ”puuvillasukkarot” -planetaatit todella urheilusormuksia?
- Tutkimuspaperi: Selvitetään, voidaanko superpuhkoja selittää renkaistetuiksi eksoplaneeteiksi
- Space Magazine: Onko Tabby's Starin ympärillä oleva "Alien Megastructure" oikeastaan rengaskaasu jättiläinen?
