Az űrben egy szokatlan exoplanet név Gliese 3470 b (GJ 3470 b.) Egy furcsa világ, olyan fajta, mint egy hibrid a Föld és a Neptunusz között. Sziklás maggal rendelkezik, mint a Föld, de hidrogénből és héliumból készült légkör veszi körül. Ez a kombináció semmihez sem hasonlít a saját Naprendszerünkben.
A bolygó körül egy Gliese 3470 nevű vörös törpecsillagot kering, a Rák csillagképben. A GJ 3470 b körülbelül 12,6 föld tömegű, azaz tömegében nagyjából félúton van a Föld és a Neptunusz között. (A Neptunusz körülbelül 17 földtömeg.)
A Kepler-missziónak köszönhetően tudjuk, hogy sok exoplaneta létezik ezen a tömegtartományban. Lehetséges, hogy a bolygók akár 80% -a is ebbe a tartományba esik, bár a jövőbeli exoplanet-missziók ezt kétségtelenül tisztázni fogják. Mostanáig a csillagászok nem figyeltek jól ezen bolygók egyik légkörére, és így kialakulásuk kissé rejtély.
A Hubble és a Spitzer űrtávcsövek összeálltak, hogy közelebbről megvizsgálják a GJ 3470 b légkörét, és ez az első alkalom, hogy a csillagászok képesek voltak azonosítani egy ilyen bolygó légkörének kémiai ujjlenyomatát. Azt találták, hogy a bolygó szinte érintetlen, elsődleges hidrogén és hélium légköre van, nehezebb elemek nélkül.
És ez rejtélyt jelent.
"Nincs ilyen ilyesmik a Naprendszerben, és ez teszi ezt feltűnővé."
Björn Benneke a kanadai Montreali Egyetemen
Félcsillag, félbolygó?
A hidrogén- és hélium légkörével rendelkező GJ 3470 b bizonyos szempontból inkább csillag, mint bolygó. A saját Napunk 73% hidrogén, és a többi szinte minden hélium. A Napnak csak egy kis része nehezebb elemek, például oxigén, neon, vas és szén. A Jupiter és a Saturn gáz óriásai elsősorban hidrogénből és héliumból állnak, de más vegyületeket is tartalmaznak, például metánt és ammóniát, valamint nehezebb elemeket. Ezek a vegyületek szinte hiányoznak a GJ 3470 b-ben.
„Ez egy nagy felfedezés a bolygóképződés szempontjából. A bolygó a csillaghoz nagyon közel kering, és sokkal kevésbé masszív, mint a Jupiter - a Föld tömegének 318-szorosa -, de sikerült megbeszélnie az ősi hidrogén / hélium atmoszférát, amelyet a nehezebb elemek nagyrészt "nem szennyeznek" "- mondta Björn Benneke a University of University-től. A kanadai Montrealban, a NASA sajtóközleményében. "Nincs ilyen ilyesmik a Naprendszerben, és ez teszi ezt feltűnővé."
A munkát végző csillagászok egyesítették mindkét űrteleszkóp többhullámhosszú képességeit, hogy jó képet kapjanak a GJ 3470 b légköréről. Megcsinálták a csillagfény abszorpcióját, miközben az exoplanet a csillag előtt áthaladt. Azt is megmérték a visszaverődő fény veszteségét, amikor az exoplanet áthaladt a csillag mögött. Összességében az űrteleszkópok párja 12 áthaladást és 20 elsötétítést figyelt meg.
A csillagászok spektroszkópiával azonosítják a hidrogén és a hélium kémiai ujjlenyomatait a légkörben, és a bolygó légkörének természete mindez lehetővé tette. Ez többnyire nagyon kevés homályos, világos, ami azt jelenti, hogy képesek voltak mélyen bepillantani a légkörbe. "Ez az első alkalom, hogy spektroszkópikus aláírást kapunk egy ilyen világról" - mondta Benneke.
De a spektroszkópia valami váratlanul felfedte. A csillagászok úgy gondolták, hogy hasonló kémiai összetételt fognak találni a Neptunusz bolygóhoz, nehezebb elemekkel, mint például az oxigén és a szén. Ehelyett olyan légkört találtak, amely a Napra hasonlít.
"… Olyan nehéz atmoszférát találtunk, amely olyan nehéz elemekben van, hogy összetétele hasonlít a Nap hidrogén / héliumban gazdag összetételére."
BJÖRN BENNEKE, a Kanadai Montréal Egyeteme
"Vártunk egy olyan atmoszférától, amely erősen dúsult olyan nehéz elemekkel, mint az oxigén és a szén, amelyek bőséges vízgőzt és metán gázt képeznek, hasonlóan ahhoz, amit a Neptunuszon látunk." - mondta Benneke. "Ehelyett olyan légkört találtunk, amely annyira rossz a nehéz elemekben, hogy összetétele hasonlít a Nap hidrogén / héliumban gazdag összetételére."
Piecing együtt
Most, hogy a csillagászok jól kezelték az exoplanet légkörét, a Hubble és a Spitzer űrtávcsövek együttes erejének köszönhetően megérthetik, hogy ez a furcsa bolygó hogyan alakulhatott ki.
A GJ 3470 b éles ellentétben áll más egzotikus bolygókkal. A csillagászok úgy gondolják, hogy más exoplanetek, például a Hot Jupiters, nagy távolságra képződnek a Napjuktól, majd befelé vándorolnak. A csillagászok azonban úgy gondolják, hogy ez az exoplanet nagyon közel áll a vörös törpe csillaghoz, közel ahhoz, ahol ma van.
Valószínűleg egy apró, sziklás tárgyként alakult ki, amelyet a protoplanetáris korong közepébe süllyesztettünk, a csillag kialakulásával egy időben. Összegyűjtötte vagy akkreditálta légkörét ugyanabból az ősi anyagból a korongban, amelyből a csillag képződött. Ez megmagyarázná hidrogén / hélium atmoszféráját, és miért hiányzik nehezebb elemek.
"Ez egy nagy felfedezés a bolygóképződés szempontjából."
BJÖRN BENNEKE, a Kanadai Montréal Egyeteme
"Olyan tárgyat látunk, amely képes hidrogént táplálni a protoplanetáris korongról, de nem menekült el, hogy forró Jupiterré váljon" - mondta Benneke. "Ez érdekes rendszer."
Lehetséges, hogy az még mindig akkreditálta a lemezt, de a csillag gyorsabban növekedett, és a lemez szétszóródott. Ez megakadályozta, hogy a GJ 3470 b nagyobbé váljon, és jobban hasonlítson a Naprendszerünk gáz óriásaira, nehezebb elemekkel a légkörükben.
Egyelőre itt áll az ezen érdekes, furcsa gömb exoplanet megértése. De amint a James Webb Űrtávcső (JWST) feláll és működik, akkor többet fog nekünk mondani.
A JWST egy erős űrteleszkóp, amely példátlan érzékenységgel képes látni az infravörös rendszert. Képes lesz megvizsgálni a GJ 3470 b és más egzoplanetek légkörét, és felfedheti a még láthatatlan dolgokat. Különösen a hullámhosszon fogja megfigyelni, hogy a zavaró köd szinte átlátszóvá válik.
Ezután az összes egzoplanet megértése, nem csak ez, ugrásszerűen növekszik.
Forrás:
- Sajtóközlemény: A közepes méretű bolygó atmoszféráját feltárja Hubble, Spitzer
- Wikipedia: Gliese 3470 b
- Spitzer űrtávcső
