A művész képe egy exoplanet, hullámzó légkörrel.
(Kép: © NASA)
Kiderült, hogy az exoplanetek ugyanolyan édesek lehetnek, mint az állami vásáron való utazás: A NASA Kepler Űrtávcsőjének felfedezett két világ körülbelül ugyanolyan sűrűségű, mint a gyapotcsomagolás. A két bolygó, amelyek körülbelül 500 millió éves fiatal csillagot keringnek, újszülött világok, amelyek majdnem olyan szélesek, mint a gáz óriások, bár a Föld tömegének kevesebb mint tízszeres súlyúak.
A NASA Hubble Űrtávcsőjével a kutatók nyomon követik a két „finom” világot, amelyek Kepler-51b és Kepler-51d néven ismertek. Megállapították, hogy a világok felfúvódott légköre valószínűleg a felszínük felett magasan feszült ködöt tartalmazta. A világ kibővített légköre az exoplanetatok ritka osztályába, a szuper-puffákba helyezi őket.
"Ezek a legalacsonyabb sűrűségű egzoplaneták eddig" - mondta Jessica Roberts a múlt hónapban. Előzetes eredményeit mutatta be az Amerikai Csillagászati Társaság 232. féléves találkozóján Denverben. A Boulder, a Colorado Egyetem végzős hallgatója Roberts segített előkészíteni a bolygók Föld-szerű összehasonlítását. Szokatlan analógot talált a szuperfufák számára - egy édes csemegét. [A 2017. évi legérdekesebb idegen bolygó felfedezések]
"Szeretném, ha vattacukorból készített óriási bolygók képei lennének" - mondta.
"Nagyon bolyhos titánok"
2011-ben Kepler észlelte egy alacsony sűrűségű világot, amely a Kepler 51 fiatal csillag körül kering. későbbi tanulmányok megerősítették, hogy a bolygónak két testvére volt. Mindhárom bolygó dombos légkörrel rendelkezik, és a kezdeti megfigyelések alacsony sűrűségüket sugallták.
A szuper puffok felhívták a figyelmet Roberts Boulder doktori tanácsadójára, Zachory Berta-Thompson-ra, aki azt gyanította, hogy a felpuhult légkör könnyebben megtanulható, mint a többi világ körül letelepedett légkör. Számos kolléga mellett a tudósok Hubble segítségével az 51b és 51d atmoszférák kémiai vizsgálatára szolgáltak, amikor a pár kétszer haladt csillag és a Föld között. A harmadik világ, az 51c csak a rendszer napjának szélét vágta le, rejtett légkörét tartva, így nem volt része az új tanulmánynak.
A kutatók azt találták, hogy mindkét bolygó jelet bocsátott ki, amely arra utal, hogy apró részecskék, úgynevezett aeroszolok uralják a légkört. Ezeket az aeroszolokat hatalmas felhőbankok hozhatják létre, vagy jelképezhetik a bolygót körülvevő ködöt.
"A legjobb feltételezésünk az, hogy nem valamilyen típusú felhőkondenzációval foglalkozunk" - mondta Roberts. "Amit valószínűleg valami fotokémiai ködtel kezeljük, amelyet csak nem tudunk, miből készül."
A Naprendszerben a Szaturnusz legnagyobb holdja, a Titán az egyetlen, amelyben a szénhidrogénekből, valószínűleg metánból és etánból álló ködréteg uralja az egyetlen. A hatalmas hold betekintést nyújthat a szuper puffákba, amelyek a köd kibővített változatát viselhetik.
"Lehet, hogy néhány igazán bolyhos titánra nézzünk" - mondta Roberts. [Twilight Haze ragyog a Szaturnusz nagy holdi titánján a gyönyörű Cassini-ban]
Vattacukor bolygók
A bolygó sűrűségének kiszámításához vissza kell térni a középiskolai fizikához. Az objektum sűrűsége a tömegét osztja a térfogatával; a térfogatot a sugár határozza meg. A Hubble pontos mérései segítették a kutatókat jobban korlátozni az exoplanetek tömegét. A sugaraik - és így a térfogatuk - megtalálásához a tudósok összehasonlítják a bolygó méretét a csillaggal. A csillagról ismert információk áttekintésével Roberts és munkatársai meg tudták határozni a pontosabb sugarat.
A Kepler-51b tömege körülbelül kétszerese a Föld tömegének és körülbelül hétszer nagyobb sugara, és 45 naponként kerüli a csillagát. A 130 napos pályájával a Kepler-51d egy kicsit nagyobb, körülbelül 7,5-szer tömegebb, mint a Föld, és sugáriránya közel tízszerese a bolygónk sugárzásának. A harmadik testvér, a Kepler-51c, 85 nap alatt jár a csillag körül, és körülbelül négyszer nagyobb a Föld sugara.
A frissített tömeg és a felülvizsgált sugár kombinálásával a kutatók kiszámíthatták, hogy a bolygók sűrűsége 0,03 gramm és 0,06 gramm / köbcentiméter között változott. Ez egy tizedrészt olyan sűrű, mint a Szaturnusz, a Naprendszer legkevésbé sűrű bolygója, és amely a vízben lebegne, ha elég nagy fürdőkádot találna.
Kideríteni, hogy ez mit jelent valós értelemben, egy kicsit több munkát igényel, de Roberts határozott volt.
Első gondolata a pillecukor volt. Megolvaszt egy tételt a mikrohullámú sütőben, de úgy találta, hogy a fehér kezek még mindig túl sűrűek.
"Ez csak egy szörnyű rendetlenség volt" - mondta a Space.com-nak.
Vattacukor-levonások céljából egy élelmiszerboltba ment, és konténereket vásárolt vattacukorból. A frissen fonott anyag nem volt elég sűrű, de remélte, hogy az előrecsomagolt kád működni fog. Megmérte a tartály térfogatát, és lemérte az anyagot annak sűrűségének kiszámításához, amely szorosan illeszkedett a szuperfújásokhoz.
"Olyan sokat vásároltam ezekből a kádokból, a pénztáros olyan volt, mint amilyennek lennie kell egy vattacukor rajongója" - mondta Roberts.
"Olyan voltam, mint tudomány."
Fiatal bolygók
Miért ezek a világok annyira sűrűek? Roberts szerint ifjúságuk kulcsszerepet játszhat. A bolygók formálódnak, amikor a por és a sziklák összeesnek, és létrehozzák a világot. Amikor a sziklás mag elég masszív, gravitációja könnyebb gázzal jut be, hogy légkört teremtsen.
A modellek szerint a három szuper-puffer a rendszer havasorán kívül alakult ki, a középső csillagok körüli láthatatlan határon, ahol a gáz elég hideg ahhoz, hogy jégre kondenzáljon. A bolygók befelé vándoroltak, elérve a jelenlegi pályájukat. Ahogy közelebb kerültek a meleg csillaghoz, jégük megolvadt, és olyan gáznemű légkört hoztak létre, amely kinyílik.
Miközben a bolygók melegen indulnak az őket alkotó ütközéseknél, az idő múlásával lehűlnek, és az anyag összehúzódik. Ugyanakkor a csillagszelek leszerelik légkörük egy részét. Roberts szerint a modellek azt sugallják, hogy az elkövetkező 5 milliárd év alatt, amikor kissé régebbi, mint a Föld, az 51b inkább egy tipikus Neptunusz bolygónak tűnik. Mivel a csillagtól távolabb esik, azt mondta: "Az 51d valószínűleg kissé furcsa golyó lesz, mivel nem annyira a légköre, hogy lecsupaszítsuk."
"Néhány milliárd év múlva látjuk, hogy ezek a bolygók kisebbek lesznek, mint mostanában" - mondta Roberts.
Ha fel tudnál állni az egyik szuperpufferre (ha feltételezzük, hogy sziklás felülettel rendelkezik), akkor a légkör nyomása valószínűleg zúzóan magas lesz - mondta Roberts. Jobb lenne, ha magasabbra lebegne a légkörben, ahol alacsonyabb lesz a nyomás - tette hozzá.
Élete korai szakaszában a Föld valószínűleg büszkélkedhet saját felfújt légkörével, bár valószínűleg nagyon gyorsan elvesztette.
A tudósok azt tervezik, hogy később, nyáron közzéteszik kutatásaikat.
Most csak az édes világokra van szükségünk a gyapot-cukorka színek, például kék, rózsaszín, lila vagy zöld sportolásához!
