Obstaja vrsta eksoplanetov, ki jih astronomi včasih imenujejo planeti bombažnih bombonov ali super puhasti. Skrivnostni so, ker se njihova masa ne ujema z njihovimi izjemno velikimi polmeri. Obe značilnosti pomenita planet z izjemno nizko gostoto.
V našem Osončju ni nič podobnega in njihovo iskanje v oddaljenih sončnih sistemih je zmedeno. Zdaj bi par astronomov to lahko ugotovil.
Astronoma sta Anthony Piro z univerze Carnegie in Shreyas Vissapragada s podjetja Caltech. Njihov prispevek je naslovljen "Raziskovanje, ali je mogoče super-puhaste razložiti kot obrobljene eksoplanete." Objavljeno je v časopisu Astronomical Journal.
"Začeli smo razmišljati, kaj pa, če ti planeti sploh niso zračni bombažni bomboni," je Piro dejal v sporočilu za javnost. "Kaj pa, če se zdijo super puffi tako veliki, ker so dejansko obdani z obroči?"
Lovci na planete so našli več kot 4000 potrjenih eksoplanetov. S skrbnim opazovanjem lahko astronomi omejijo značilnosti eksoplaneta, kot so gostota, masa, velikost in tudi če so v območju bivanja svoje zvezde. Toda ni resničnega načina, kako ugotoviti, ali imajo oddaljeni predmeti obroče.
Presenetljivo bi bilo, če nobenega ne bi. Vsi plinski velikani in ledeni velikani v našem Osončju imajo prstane, čeprav je samo Saturnov zlahka opazen.
Večino eksoplanetov odkrijemo s tranzitno metodo. To vključuje skrbno opazovanje planeta med prehodom njegove zvezde in nas. Na podlagi drobnega potopa zvezde, ki ga povzročajo tranziti, lahko astronomi odkrijejo planet. Prav tako določajo druge značilnosti planeta, skupaj z gledanjem, kako zvezda niha v odziv na gibanje planeta.
Toda tranzitna metoda astronomom ne more povedati, če ima planet prstane. V miselnem poskusu so se astronomi spraševali, kako bodo planeti, kot je Saturn, videti oddaljenemu opazovalcu.
"Začeli smo se spraševati, če bi nas gledali nazaj iz daljnega sveta, ali bi prepoznali Saturn kot obročasti planet ali bi se mu zdelo, da je vesoljni planet tujerodni astronom?" Je vprašala Vissapragada.
V svojem prispevku raziskovalci pravijo, da je koristen primer Saturna: povprečno v sezoni, če bi zunanji opazovalec meril velikost Saturna v tranzitu brez upoštevanja obročev, bi podcenil njegovo pravo gostoto za približno dva faktorja. "
Na tem miselnem eksperimentu so gradili z dejanskim eksperimentom ali simulacijo. Raziskovalci so z močnimi opazovalnimi instrumenti simulirali obročasti planet, ki je minil pred Soncem, in kako bi bilo videti daljnega astronoma. Preučili so tudi vrste materiala v obročih, ki bi vplivale na opažanja.
Rezultati so bili mešani. Po njihovem delu lahko prstani razložijo nekatere puhaste planete, vendar ne vseh. V svojem prispevku pravijo: "Ugotavljamo, da ta razlaga deluje za nekatere super puff, za druge pa ima težave." Del razlage teh rezultatov vključuje brezhibne spektre plavutnih planetov.
Avtorji v svojem prispevku pravijo, da "tu razmislimo, ali bi lahko imeli <planetne planete> velike sklepne polmere, ker so v resnici obrobljeni. To bi seveda razložilo, zakaj so super puffi doslej pokazali le brezhibne tranzitne spektre. " Običajno bo imel eksoplanet spekter, toda z obroči ga ni.
Avtorja nadaljujeta: „Ugotavljamo, da lahko ta hipoteza deluje v nekaterih primerih, vendar ne v vseh. Zaradi neposredne bližine superpuhov do matičnih zvezd so potrebni obroči s skalnato in ne ledeno kompozicijo. " To pa postavlja omejitev glede polmerov samih obročev.
In omejitev polmerov pomeni, da bi obroči lahko razložili nekatere puhaste planete, vendar ne vseh. Po navedbah prispevka je "težko razložiti velikost Kepler 51b, 51c, 51d in 79d, razen če so obroči sestavljeni iz poroznega materiala." Vsi trije planeti Kepler 51 so puhasti planeti in trije so z najnižjo znano gostoto. Čeprav so vsi planeti velikosti Jupiter, so njihove mase le nekajkrat večje od Zemljinih.
V izjavi za javnost je soavtor Piro razložil takole: "Ti planeti se ponavadi orbitirajo v neposredni bližini svojih gostiteljskih zvezd, kar pomeni, da bi morali biti obroči skalnati in ne ledeni. Toda polmeri kamnitih obročev so lahko le tako veliki, razen če je skala zelo porozna, zato ne bi vsaka super puha ustrezala tem omejitvam. "
Materiali, ki sestavljajo skalnat prstan, so lahko le tako gosti in lahko sestavljajo le obroče določene velikosti. Če je preveč gost in oddaljen od planeta, se bo namesto tega združil v satelite.
Par raziskovalcev pravi, da je mogoče vsaj tri opažene planete puha razložiti z obroči: Kepler 87c in 177c ter HIP 41378f. Kepler 87c je velik kot Neptun, vendar je le približno 6,4-krat večji od Zemlje. Druga dva na seznamu imata podobno neskladje med velikostjo in maso.
Na žalost, tako kot pri mnogih vprašanjih astronomije, tudi mi nimamo opazovalne moči, da bi ugotovili, ali je ta raziskava točna. Za svetle tarče so se opazile zemeljske opazke, vendar so gostiteljske zvezde za znane puff planete pretemne. (Edina izjema je HIP 41278 f, ki je bil objavljen kot nov plastenec, ko je par avtorjev dokončalo ta članek.) Tako kot druga vprašanja v astronomiji moramo počakati, da vesoljski teleskop James Webb osvetli nekaj vprašanje. Noben trenutni opazovalni objekt ne more zaznati obročev okoli eksoplanetov.
Če je potrjeno, da ima kateri od teh eksoplanetov obroče, bo to pomemben razvoj. Astronomom bom veliko bolje razumel, kako so se oblikovali planetarni sistemi in kako so se razvijali.
Več:
- Sporočilo za javnost: Kaj, če bodo skrivnostni planeti bombažni bomboni dejansko športni obroči?
- Raziskovalni članek: Raziskovanje, ali je mogoče super-puff razložiti kot obročaste eksoplanete
- Space Magazine: Ali je "Alien Megastructure" okoli Tabbyjeve zvezde pravzaprav velikanski plinski velikan?
