Avaruudessa on epätavallinen eksoplaneetan nimi Gliese 3470 b (GJ 3470 b.). Se on outo maailma, tavallaan kuin hybridi maan ja Neptunuksen välillä. Sillä on kivinen ydin, kuten Maa, mutta sitä ympäröi vetyä ja heliumia valmistettu ilmapiiri. Tämä yhdistelmä on toisin kuin missään omassa aurinkokunnassa.
Planeetta kiertää Punaisen kääpiötähteen nimeltä Gliese 3470, syöpä-tähdistössä. GJ 3470 b on noin 12,6 maan massaa, eli se on suunnilleen puolivälissä maan ja Neptunuksen välillä. (Neptuuni on noin 17 maan massaa.)
Kepler-operaation ansiosta tiedämme, että tällä massaalueella on monia eksoplaneetteja. On mahdollista, että jopa 80% planeetoista putoaa tällä alueella, vaikka tulevat eksoplaneetan tehtävät selvästi selventävät sitä. Tähän asti tähtitieteilijöillä ei ole ollut hyvää kuvantamista yhden näistä planeetoista ilmapiirissä, joten niiden muodostuminen on hiukan mysteeri.
Hubble- ja Spitzer-avaruusteleskoopit ovat ryhtyneet katsomaan tarkkaan GJ 3470 b -ilmapiiriä, ja se on ensimmäinen kerta, kun tähtitieteilijät ovat pystyneet tunnistamaan tämän kaltaisen planeetan ilmakehän kemiallisen sormenjäljen. He löysivät, että planeetalla on melkein koskematon, ensisijainen vedyn ja heliumin ilmapiiri, ilman raskaampia elementtejä.
Ja se on vähän mysteeri.
"Meillä ei ole mitään sellaista aurinkojärjestelmässä, ja se tekee siitä silmiinpistävän."
Björn Benneke Montrealin yliopistosta Kanadassa
Half Star, Half Planet?
GJ 3470 b, vedyn ja heliumin ilmakehällä, on tietyllä tavalla enemmän tähti kuin planeetta. Oma aurinko on 73% vetyä, ja loput ovat melkein kaikki heliumia. Vain pieni osa auringosta on raskaampia alkuaineita, kuten happi, neon, rauta ja hiili. Kaasujättiläiset Jupiter ja Saturn ovat enimmäkseen vetyä ja heliumia, mutta ne sisältävät myös muita yhdisteitä, kuten metaania ja ammoniakkia, sekä raskaampia alkuaineita. Näitä yhdisteitä puuttuu melkein GJ 3470 b: stä.
”Tämä on suuri löytö planeetanmuodostuksen näkökulmasta. Planeetta kiertää hyvin lähellä tähtiä ja on paljon vähemmän massiivinen kuin Jupiter - 318-kertainen maan massaan verrattuna - mutta on onnistunut kiihtymään alkeisyövän vety / heliumin ilmakehän, jonka raskaammat elementit ovat suurelta osin "pilaantumattomia" ", kertoi Björn Benneke yliopistosta. Montreal Kanadassa, NASA: n lehdistötiedotteessa. "Meillä ei ole mitään sellaista aurinkojärjestelmässä, ja se tekee siitä silmiinpistävän."
Tämän työn takana olevat tähtitieteilijät yhdistivät molempien avaruusteleskooppien moniaallonpituudet saadakseen hyvän kuvan GJ 3470 b: n ilmakehästä. He tekivät sen mittaamalla tähtivalon absorptiota, kun eksoplaneetta kulki isäntään nähden. He mittasivat myös heijastuneen valon menetystä eksoplaneetan kulkiessa tähden taakse. Kaikkien avaruusteleskooppien parissa havaittiin 12 siirtymää ja 20 pimennystä.
Astronomit käyttävät spektroskopiaa tunnistaakseen ilmakehän vedyn ja heliumin kemialliset sormenjäljet, ja planeetan ilmakehän luonne teki tämän kaiken mahdolliseksi. Se on enimmäkseen selkeää hyvin pienellä utulla, mikä tarkoittaa, että he pystyivät tutustumaan syvästi ilmakehään. "Meillä on ensimmäistä kertaa spektroskooppinen allekirjoitus sellaisesta maailmasta", sanoi Benneke.
Mutta tuo spektroskopia paljasti jotain odottamatonta. Astronomit uskoivat löytävänsä samanlaisen kemiallisen koostumuksen kuin Neptunuksen planeetta, ja siinä on raskaampia alkuaineita, kuten happea ja hiiltä. Mutta sen sijaan he löysivät ilmapiirin, joka muistutti aurinkoa.
"... löysimme ilmakehän, joka on niin huono raskaissa elementeissä, että sen koostumus muistuttaa auringon vety / heliumirikasta koostumusta."
BJÖRN BENNEKE KANADAN MONTREAL-YLIOPISTOSTA
"Odotimme ilmakehän voimakkaasti rikastettua raskaampiin elementteihin, kuten happea ja hiiltä, jotka muodostavat runsaasti vesihöyryä ja metaanikaasua, samanlaisia kuin mitä näemme Neptunuksella", Benneke sanoi. "Sen sijaan löysimme ilmakehän, joka on niin huono raskaissa elementeissä, että sen koostumus muistuttaa auringon vety / heliumirikasta koostumusta."
Piecing se yhdessä
Nyt kun tähtitieteilijät ovat saaneet hyvän kädensijan eksoplaneetan ilmakehässä Hubblen ja Spitzerin avaruusteskooppien yhdistelmävoiman ansiosta, he voivat alkaa ymmärtää, miten tämä pariton planeetta on muodostunut.
GJ 3470 b on terävässä kontrastissa muiden eksoplaneettojen kanssa. Tähtitieteilijöiden mielestä muut eksoplaneetit, esimerkiksi kuumat Jupiteerit, muodostuvat suuresta etäisyydestä auringostaan ja siirtyvät sitten sisäänpäin. Mutta tähtitieteilijöiden mielestä tämä eksoplaneetta muodostui hyvin lähellä punaista kääpiötähtiä, lähellä sitä, missä se on tänään.
Se muodostui todennäköisesti aluksi pienenä kivisenä esineenä, upotettuna protoplanetaarisen levyn keskelle, suunnilleen samaan aikaan kuin tähti muodostui. Se olisi kerännyt tai akreditoinut ilmakehän samasta alkumateriaalista levyllä, josta tähti muodostui. Ja se selittäisi sen vety / helium-ilmakehän ja miksi siitä puuttuisi raskaampia alkuaineita.
"Tämä on suuri löytö planeetan muodostumisen näkökulmasta."
BJÖRN BENNEKE KANADAN MONTREAL-YLIOPISTOSTA
"Me näemme objektin, joka pystyi kuluttamaan vetyä planeettojen levyltä, mutta joka ei juoksi pakenemaan tuliseksi Jupiteriksi", Benneke sanoi. "Tämä on kiehtova järjestelmä."
Se, mitä on saattanut tapahtua, on, että se keräsi edelleen asioita levyltä, mutta tähti kasvoi nopeammin ja levy hävisi. Tämä esti GJ 3470 b: n kasvamasta suuremmaksi ja muuttumasta enemmän aurinkokunnan kaasu jättiläisiksi, joiden ilmakehässä oli raskaampia elementtejä.
Toistaiseksi tässä on ymmärryksemme tästä kiehtovasta, omituisesta eksoplaneetasta. Mutta kun James Webb Space Telescope (JWST) on valmis ja käynnissä, se kertoo meille lisää.
JWST on tehokas avaruusteleskooppi, joka pystyy näkemään infrapunassa ennennäkemättömällä herkkyydellä. Se pystyy koettamaan GJ 3470 b: n ja muiden eksoplaneettojen ilmapiirin ja paljastamaan vielä näkymättömät asiat. Erityisesti se havaitsee aallonpituuksilla, että hämärtävä hämähäkki on melkein läpinäkyvä.
Sitten ymmärryksemme kaikista eksoplaneetoista, ei vain tästä, kasvaa harppauksin.
Lähteet:
- Lehdistötiedote: Hubble, Spitzer, paljasti keskikokoisen planeetan ilmapiirin
- Wikipedia: Gliese 3470 b
- Spitzer-avaruusteleskooppi
