Podoba umetnika eksoplaneta z razburkano atmosfero.
(Slika: © NASA)
Izkazalo se je, da so eksoplaneti lahko tako sladki kot izlet na državni sejem: Dva sveta, ki ju je odkril NASA-in vesoljski teleskop Kepler, imata približno enako gostoto kot paket bombažnih bombonov. Dva planeta, ki krožita mlado zvezdo, stara le približno 500 milijonov let, sta novorojena sveta skoraj tako široka kot plinski velikani, čeprav tehtata manj kot 10-krat večja od mase Zemlje.
Z Nasino vesoljskim teleskopom Hubble so raziskovalci nadaljevali z opazovanjem dveh "okusnih" svetov, poznanih kot Kepler-51b in Kepler-51d. Ugotovili so, da napihnjena atmosfera svetov najverjetneje vsebuje meglo, ki se razteza visoko nad njihovo površino. Razširjena svetovna atmosfera jih je uvrstila v redek razred eksoplanetov, super puhov.
"To so eksoplaneti z najnižjo gostoto do zdaj," je prejšnji mesec dejala Jessica Roberts. Predhodne rezultate je predstavila med 232. polletnim srečanjem Ameriškega astronomskega društva v Denverju. Študent na Univerzi v Koloradu v Boulderju, Roberts, je pomagal narediti zemeljsko primerjavo planetov. Našla je nenavaden analog za super puff - sladko poslastico. [Najbolj intrigantna odkritja tujih planetov leta 2017]
"Želim, da slikate orjaške planete iz bombažnih bombonov," je dejala.
"Res puhasti Titani"
Leta 2011 je Kepler opazil svet z nizko gostoto v orbiti za mlado zvezdo Kepler 51; kasnejše študije so potrdile, da ima planet dva brata in sestre. Vsi trije planeti imajo izbočeno atmosfero, prvotna opazovanja pa kažejo na njihovo nizko gostoto.
Nadpuščaji so pritegnili pozornost doktorskega svetovalca Robertsa pri Boulderju, Zachoryja Berta-Thompsona, ki je posumil, da bo napihnjeno ozračje lažje preučiti kot bolj naseljene atmosfere po drugih svetovih. Skupaj z več kolegi so znanstveniki uporabili Hubble za preizkušanje kemije atmosfer 51b in 51d, ko je par dvakrat prestopil med svojo zvezdo in Zemljo. Tretji svet, 51c, je le obrisal rob sonca sistema in tako ohranil svoje ozračje in tako ni bil del nove študije.
Raziskovalci so ugotovili, da sta oba planeta oddajala signal, ki nakazuje, da so v atmosferi prevladovali drobni delci, imenovani aerosoli. Te aerosole bi lahko ustvarili z množičnimi oblaki v oblaku ali pa bi bili znak planeta, ki obdaja megle.
"Najbolje ugibamo, da se ne ukvarjamo z nekakšno kondenzacijo v oblaku," je dejal Roberts. "S čim se verjetno ukvarjamo z nekaterimi fotokemičnimi meglicami, za katere preprosto ne vemo, iz česa so narejene."
V sončnem sistemu je največja luna Saturna, Titan, edina, ki jo prevladuje plast iz megle, sestavljena iz ogljikovodikov, najverjetneje metana in etana. Masivna luna lahko nudi vpogled v super puše, ki bi lahko nosili razširjeno različico megle.
"Morda bomo gledali nekaj res puhastih Titanov," je dejal Roberts. [Sumrak megle sije nad Saturnovim velikim mesečevim Titanom v krasni Cassini fotografiji]
Bombažni bomboni
Izračun gostote planeta zahteva vrnitev k srednješolski fiziki. Gostota predmeta je njegova masa, deljena z njegovo prostornino; prostornina je določena z njegovim polmerom. Natančne meritve Hubbleja so raziskovalcem pomagale bolje omejiti maso eksoplanetov. Da bi našli svoj polmer - in s tem tudi njihov volumen - znanstveniki primerjajo velikost planeta in njegovo zvezdo. S ponovnim pregledom, kar je bilo znano o zvezdi, sta Robertsova in njeni sodelavci lahko določili natančnejši polmer.
Kepler-51b ima približno dvakrat večjo maso od Zemlje in polmer približno sedemkrat večjo, v svoji zvezdi kroži vsakih 45 dni. Kepler-51d je s svojo 130-dnevno orbito nekoliko večja, približno 7,5-krat večja kot Zemlja s polmerom, skoraj desetkrat večjim od našega planeta. Tretji brat, Kepler-51c, traja 85 dni, da potuje okoli zvezde in ima približno štirikrat večji polmer Zemlje.
Z združevanjem posodobljene mase z revidiranim polmerom so raziskovalci lahko izračunali, da se gostota planetov giblje od 0,03 grama do 0,06 grama na kubični centimeter. To je desetina tako gosto kot Saturn, najmanj gosto gostovan planet osončja in ki bi plaval v vodi, če bi našli kopel, ki je dovolj velika.
Če bi ugotovili, kaj bi to pomenilo v resničnem svetu, bi bilo potrebno malo več dela, toda Roberts je bil odločen.
Njena prva misel je bila marshmallows. V mikrovalovni pečici je stopila šaržo, vendar je ugotovila, da so beli priboljški še vedno preveč gosti.
"To je bil samo grozen nered," je povedala za Space.com.
Za svoj odbitek bombažnih bombonov se je odpravila do trgovine z živili in kupila posode z bombažnimi bomboni. Sveže vrteni material ni bil dovolj gost, vendar je upala, da bodo predpakirane kadi delovale. Izmerila je prostornino posode in stehtala material, da je izračunala njegovo gostoto, kar se je zelo ujemalo za super puff.
"Kupil sem toliko teh kad, [blagajna] je bila takšna, kot da ste ljubitelj bombažnih bombonov," je dejal Roberts.
"Bil sem tak, kot je za znanost."
Mladi planeti
Zakaj so ti svetovi tako gosti? Roberts meni, da lahko njihova mladost igra ključno vlogo. Planeti se oblikujejo v obliki prahu in kamnin, da bi zgradili svet. Ko je kamnito jedro dovolj masivno, njegova gravitacija vleče lažji plin, da ustvari atmosfero.
Po modelih so trije super pufi nastali zunaj snežne črte njihovega sistema, nevidne meje okoli osrednjih zvezd, kjer je plin dovolj hladen, da se kondenzira v led. Planeti so nato migrirali navznoter in dosegli svoje trenutne orbite. Ko so se približali topli zvezdi, se je njihov led stopil in ustvaril plinasto vzdušje, ki se začne pihati.
Medtem ko se planeti začnejo toplo pri trkih, ki so jih tvorili, se sčasoma ohladijo, kar povzroči krčenje materiala. Hkrati zvezdni vetrovi odstranijo del svojega ozračja. Po Robertsovih besedah modeli kažejo, da bo 51b v naslednjih 5 milijard letih, ko je malce starejši od Zemlje, danes bolj podoben tipičnemu planetu Neptun. Ker je bolj oddaljen od zvezde, je dejala, da bo "51d verjetno malo nenavadno, ker nima toliko odvzetega ozračja."
"Čez nekaj milijard let bomo videli te planete manjše, kot so zdaj," je dejal Roberts.
Če bi lahko stali na enem od super puhov (ob predpostavki, da ima kamnito površino), bi bil pritisk atmosfere verjetno strmo visok, je dejal Roberts. Bolje bi bilo, če bi lebdili višje v ozračju, kjer bi bil pritisk nižji, je dodala.
Zgodaj v svoji življenjski dobi se je Zemlja verjetno pohvalila z lastnim napihnjenim ozračjem, je dejala, čeprav ga je verjetno izgubila zelo hitro.
Znanstveniki načrtujejo, da bodo svoje raziskave poslali v objavo pozneje poleti.
Zdaj le potrebujemo sladke svetove za šport bombažno-bombonske barve, kot so modra, roza, vijolična ali zelena!
