Van egyfajta exoplanet, amelyet a csillagászok néha pamutcukorka bolygóknak vagy szuper puffáknak neveznek. Titokzatosak, mert tömegeik nem egyeznek meg rendkívül nagy sugaraikkal. A két jellemző egy rendkívül alacsony sűrűségű bolygót jelent.
Naprendszerünkben nincs semmi hasonló, és rejtélyes volt őket a távoli napenergia-rendszerekben találni. Most egy csillagász talán kitalálta.
A csillagászok Anthony Piro, a Carnegie Egyetem és Shreyas Vissapragada, a Caltech-ban. Papíruk címe: „Felfedezés, hogy a szuper-puffadok magyarázhatók-e gyűrűs exoplanettákként”. Megjelent a The Astronomical Journal-ban.
"Megkezdtük a gondolkodást, mi lenne, ha ezek a bolygók egyáltalán nem olyan levegők, mint a vattacukor" - mondta Piro sajtóközleményében. - Mi van, ha a szuperfufák olyan nagynak tűnnek, mert valójában gyűrűk veszik körül őket?
A bolygóvadászok több mint 4000 megerősített exoplanetet találtak. Gondos megfigyeléssel a csillagászok korlátozhatják az exoplanet jellemzőit, például sűrűséget, tömeget, méretet, és még akkor is, ha csillagjuk lakható övezetében vannak. De nincs valódi módja annak meghatározására, hogy ezeknek a távoli objektumoknak gyűrűi vannak-e.
Meglepő lenne, ha egyik sem tenné meg. Az összes Naprendszerünkben lévő gáz óriás és a jég óriás gyűrűvel rendelkezik, bár csak a Szaturnusz könnyen észlelhető.
Az exoplanetek nagy részét tranzit módszerrel fedezik fel. Ez magában foglalja a bolygó gondos megfigyelését, amikor az áthalad a fogadó csillag és köztünk. A csillagfényben bekövetkező apró csillagfénybe merülés alapján a csillagászok felismerhetik a bolygót. Ez azt is megmutatja, hogyan határozzák meg a bolygó egyéb jellemzőit, miközben megfigyelik, ahogy a csillag hullámzik, reagálva a bolygó mozgására.
De a tranzit módszer nem tudja megmondani a csillagászoknak, ha egy bolygó gyűrűvel rendelkezik. Egy gondolatkísérlet során a csillagászok azon tűnődtek, hogy miként néznek ki a Szaturnuszhoz hasonló bolygók egy távoli megfigyelő számára.
"Arra gondolkodtunk, hogy ha egy távoli világból nézünk vissza - elismerjük-e a Saturnot egy gyűrűs bolygónak, vagy puffadt bolygónak tűnik egy idegen csillagász számára?" - kérdezte Vissapragada.
Papírokban a kutatók azt mondják: „Hasznos példa a Saturnéra: szezonra számítva, ha egy külső megfigyelő mérné a Szaturnusz méretét az áthaladás során, anélkül, hogy a gyűrűket számolná, akkor valódi sűrűségét kb.
A gondolatkísérletre építették egy tényleges kísérletet, vagy szimulációt. A kutatók a Nap előtt elhaladó gyűrűs bolygót szimulálták, és hogy néz ki ez egy távoli csillagásznak az erős megfigyelő eszközökkel. Azt is megvizsgálták, hogy milyen típusú anyagok vannak a gyűrűkben, amelyek befolyásolhatják a megfigyeléseket.
Az eredményeket kevertük. Munkájuk szerint a gyűrűk magyarázzák néhány puff bolygót, de nem mindegyiket. Papírjukban azt mondják: "Úgy találjuk, hogy ez a magyarázat működik néhány szuper puffer esetében, másoknak pedig nehézségekbe ütközik." Ezen eredmények magyarázatának része a puff bolygók jellemző nélküli spektrumai.
A tanulmányukban a szerzők azt mondják: „Itt megvizsgáljuk, hogy <puff bolygók> -eiknek lehet-e nagy következtetési sugara, mert valójában gyűrűsek. Ez természetesen megmagyarázná, hogy a szuperfufák eddig csak jellemző nélküli tranzit-spektrumokat mutattak. ” Általában az exoplanetnek lesz spektruma, de gyűrűkkel nincs.
A szerzők folytatják: „Megállapítottuk, hogy ez a hipotézis bizonyos esetekben működhet, de nem mindenben. A szuper-puffók szülői csillagokhoz való közeli közelségéhez a sziklás, nem jeges összetételű gyűrűk szükségesek. " Ez viszont korlátozza a gyűrűk sugarait.
A sugarak korlátozása azt jelenti, hogy a gyűrűk megmagyarázhatják néhány puff bolygót, de nem mindegyiket. A cikk szerint ez „megnehezíti a Kepler 51b, 51c, 51d és 79d nagyméretének magyarázatát, kivéve ha a gyűrűk porózus anyagból készülnek”. A három Kepler 51 bolygó mind puff bolygó, és ők a három, a legkevésbé ismert sűrűségűek. Valójában, bár ők mind Jupiter méretű bolygók, tömegük csak néhányszor nagyobb, mint a Földé.
Piro társszerző egy sajtóközleményben ezt magyarázta így: „Ezek a bolygók hajlamosak keringni a fogadó csillagok közvetlen közelében, ami azt jelenti, hogy a gyűrűknek sziklásnak, nem jegesnek kell lenniük. De a sziklás gyűrű sugarai csak annyira nagyok lehetnek, ha a szikla nem nagyon porózus, tehát nem minden szuper-puff felelne meg ezeknek a korlátozásoknak. ”
A sziklás gyűrűt alkotó anyag csak annyira sűrű lehet, és csak egy bizonyos méretű gyűrűt alkothat. Ha túl sűrű és túl távol van a bolygótól, akkor műholdakká kombinálódik.
A kutatók párja szerint legalább három megfigyelt puff bolygó valószínűleg gyűrűkkel magyarázható: Kepler 87c és 177c, valamint a HIP 41378f. A Kepler 87c olyan nagy, mint a Neptunusz, mégis csak körülbelül 6,4-szer akkora, mint a Föld. A listán szereplő másik kettő hasonló eltérést mutat a méret és a tömeg között.
Sajnos, a csillagászat sok kérdéséhez hasonlóan, nincs megfigyelő képességünk annak kiderítésére, hogy ez a kutatás pontos-e. A földi megfigyelések közel álltak a fényes célokhoz, de az ismert puff bolygók gazdagombjai túl homályosak. (Az egyetlen kivétel a HIP 41278 f, amelyet új puff bolygóként jelentettek be, amikor a szerzői pár kitöltötte ezt a dokumentumot.) Ugyanúgy, mint a csillagászat más kérdései, meg kell várnunk, amíg a James Webb Űrtávcső megvilágít. a kérdés. Egyetlen jelenlegi megfigyelő létesítmény sem képes felismerni az exoplanetek körüli gyűrűket.
Ha ezeknek az exoplaneteknek bármelyikét megerősítik, hogy gyűrűsek, akkor ez fontos fejlesztés. A csillagászoknak sokkal jobb megértést fogok adni arról, hogy miként alakultak ki a bolygórendszerek és hogyan alakultak ki.
Több:
- Sajtóközlemény: Mi lenne, ha a titokzatos „pamut cukorka” bolygók valójában sportgyűrűk?
- Kutatási cikk: Annak felmérése, hogy a szuper puffok magyarázhatók-e gyűrűs exoplanetekként
- Űrmagazin: A Tabby csillagának körüli „idegen meganstruktúra” valójában gyűrűs gáz óriás?
