Zunaj v vesolju je nenavadno eksoplanetno ime Gliese 3470 b (GJ 3470 b.) Je čuden svet, podoben hibridu med Zemljo in Neptunom. Ima kamnito jedro, kot je Zemlja, vendar ga obdaja atmosfera iz vodika in helija. Ta kombinacija ni podobna čemur v našem Osončju.
Na planetu kroži rdeča palčka, imenovana Gliese 3470, v ozvezdju Rak. GJ 3470 b je približno 12,6 mase Zemlje, kar pomeni, da je približno na polovici mase med Zemljo in Neptunom. (Neptun je približno 17 mas Zemlje.)
Zahvaljujoč misiji Kepler vemo, da je v tem množičnem obsegu veliko eksoplanetov. Možno je, da v to območje pade do 80% planetov, čeprav bodo prihodnje misije eksoplanetov to nedvomno razjasnile. Do zdaj astronomi niso dobro gledali atmosfere enega od teh planetov, zato je njihovo nastajanje malo skrivnost.
Vesoljski teleskopi Hubble in Spitzer so se združili in si natančno ogledali atmosfero GJ 3470 b, in astronomi so prvič lahko prepoznali kemični odtis takega ozračja na planetu. Ugotovili so, da ima planet skoraj neokrnjeno, prvotno ozračje vodika in helija, brez prisotnih težjih elementov.
In to predstavlja malo skrivnosti.
"Tega v sončnem sistemu nimamo, zato je to presenetljivo."
Björn Benneke z univerze v Montrealu v Kanadi
Pol zvezda, pol planeta?
GJ 3470 b je s svojo atmosfero vodika in helija na nek način bolj kot zvezda kot planet. Naše sonce je 73% vodika, ostalo pa skoraj ves helij. Le majhen del Sonca je težji elementi, kot so kisik, neon, železo in ogljik. Plinski velikani Jupiter in Saturn sta večinoma vodik in helij, vsebujejo pa tudi druge spojine, kot sta metan in amonijak, pa tudi težji elementi. Te spojine v GJ 3470 b skoraj ne obstajajo.
"To je veliko odkritje z vidika oblikovanja planetov. Planet kroži zelo blizu zvezde in je veliko manj masiven kot Jupiter - kar je 318-krat večja od Zemljine mase - vendar mu je uspelo ustvariti prvotno atmosfero vodik / helij, ki jo težji elementi večinoma ne onesnažijo, "je dejal Björn Benneke z univerze Montreal v Kanadi, v sporočilu NASA. "Tega v sončnem sistemu nimamo, zato je to presenetljivo."
Astronomi, ki stojijo za tem delom, so združili več valovne dolžine obeh vesoljskih teleskopov, da so dobro pregledali ozračje GJ 3470 b. To so storili z merjenjem absorpcije zvezdne svetlobe, ko je eksoplanet prehitel pred svojo zvezdo gostiteljico. Izmerili so tudi izgubo odbite svetlobe, ko je eksoplanet minil za zvezdo. Skupno je par vesoljskih teleskopov opazoval 12 prehodov in 20 mrkov.
Astronomi uporabljajo spektroskopijo za identifikacijo kemičnih prstnih odtisov vodika in helija v atmosferi in narava ozračja planeta je to omogočila. Najbolj jasno je z zelo malo megle, kar pomeni, da so lahko pogledali globoko v ozračje. "Prvič imamo spektroskopski podpis takega sveta," je dejal Benneke.
Toda ta spektroskopija je razkrila nekaj nepričakovanega. Astronomi so mislili, da bodo našli podobno kemično sestavo kot planet Neptun, s težjimi elementi, kot sta kisik in ogljik. Toda namesto tega so našli vzdušje, ki spominja na Sonce.
"... našli smo atmosfero, ki je tako težka v težkih elementih, da je njena sestava podobna sestavi Sonca, bogata z vodikom / helijem."
BJÖRN BENNEKE UNIVERZITETE MONTREALA V KANADI
"Pričakovali smo, da bo ozračje močno obogateno s težjimi elementi, kot sta kisik in ogljik, ki tvorita obilo vodne pare in metana, podobno kot pri Neptunu," je dejal Benneke. "Namesto tega smo našli atmosfero, ki je tako težka v težkih elementih, da je njena sestava podobna sestavi Sonca, bogata z vodikom / helijem."
Sestavljanje skupaj
Zdaj, ko so astronomi dobro obvladali atmosfero eksoplaneta, lahko s pomočjo kombinirane moči Hubble in vesoljskih teleskopov Spitzer začnejo razumeti, kako se je morda oblikoval ta čudni planet.
GJ 3470 b je v nasprotju z drugimi eksoplaneti. Astronomi menijo, da se drugi eksoplaneti, na primer Vroči Jupitri, oblikujejo na veliki razdalji od svojega Sonca in se nato selijo navznoter. A astronomi menijo, da se je ta eksoplanet oblikoval zelo blizu zvezde rdečega pritlikavca, blizu mesta, kjer je danes.
Najbrž se je sprva oblikoval kot majhen skalnat objekt, zapet v sredino protoplanetarnega diska, približno v istem času, ko je nastala zvezda. Svojo atmosfero bi zbrala ali izluščila iz istega prvotnega materiala na disku, iz katerega je nastala zvezda. In to bi razložilo njegovo atmosfero vodik / helij in zakaj mu primanjkuje težjih elementov.
"To je veliko odkritje z vidika tvorbe planetov."
BJÖRN BENNEKE UNIVERZITETE MONTREALA V KANADI
"Vidimo predmet, ki bi lahko iz protoplanetarnega diska nabral vodik, vendar ni pobegnil, da bi postal vroč Jupiter," je dejal Benneke. "To je intriganten režim."
Mogoče se je zgodilo, da je še vedno nabiral materijo z diska, toda zvezda je hitreje rasla in disk se je disipiral. To je preprečilo, da bi se GJ 3470 b povečal in postal bolj podoben plinskim velikanom v našem Osončju, s težjimi elementi v svoji atmosferi.
Za zdaj tu stoji naše razumevanje te intrigantne, čudne eksoplanete. Ko pa bo vesoljski teleskop James Webb (JWST) pripravljen, nam bo povedal več.
JWST je močan vesoljski teleskop, ki lahko vidi v infrardečo povezavo z izjemno občutljivostjo. Zmognal bo lahko atmosfero GJ 3470 b in drugih eksoplanetov ter razkril stvari, ki še niso vidne. Zlasti ga bo opazoval pri valovnih dolžinah, zaradi katerih so zamolkljivi megle skoraj pregledne.
Potem bo naše razumevanje vseh eksoplanetov, ne le tega, raslo v skokih in mejah.
Viri:
- Sporočilo za javnost: Atmosfera srednjega planeta, ki ga je razkril Hubble, Spitzer
- Wikipedija: Gliese 3470 b
- Spitzerjev vesoljski teleskop
