Postoji vrsta egzoplaneta koju astronomi ponekad nazivaju planetima bombonskih bombona ili superimašama. Oni su tajanstveni jer se njihova masa ne podudara s njihovim ekstremno velikim radijusima. Dvije karakteristike podrazumijevaju planet s izrazito niskom gustoćom.
U našem Sunčevom sustavu ne postoji ništa slično njima, a pronalaženje njih u udaljenim Sunčevim sustavima bilo je zbunjujuće. Sad bi par astronoma mogao to shvatiti.
Astronomi su Anthony Piro sa Sveučilišta Carnegie i Shreyas Vissapragada s Caltech-a. Njihov rad naslovljen je "Istraživanje da li se superpuhovi mogu objasniti kao prstenasti egzoplaneti." Objavljeno je u časopisu Astronomical Journal.
"Počeli smo razmišljati, što ako ti planeti uopće nisu prozračni poput bombona od pamuka", rekao je Piro u priopćenju za javnost. "Što ako se superpuhovi čine toliko velikim jer su zapravo okruženi prstenima?"
Lovci na planete pronašli su preko 4000 potvrđenih egzoplaneta. Pažljivim promatranjem astronomi mogu ograničiti karakteristike egzoplaneta poput gustoće, mase, veličine, pa čak i ako su u naseljenoj zoni svoje zvijezde. Ali ne postoji pravi način da se utvrdi imaju li ovi udaljeni prstenovi.
Bilo bi iznenađujuće da nijedna nije. Svi plinski divovi i ledeni divovi u našem Sunčevom sustavu imaju prstenove, mada se samo Saturnovi lako prepoznaju.
Većina egzoplaneta otkriva se tranzitnom metodom. To uključuje pomno promatranje planeta dok prolazi između njegove zvijezde domaćina i nas. Na osnovu malog zanosa zvijezde zbog tranzita planete, astronomi mogu otkriti planet. To je i način na koji određuju ostale karakteristike planeta, zajedno sa gledanjem kako se zvijezda njiše kao odgovor na kretanje planeta.
Ali tranzitna metoda ne može astronomima reći ima li planeta prstenove. U misaonom eksperimentu astronomi su se pitali kako bi planete poput Saturna izgledale dalekom promatraču.
"Počeli smo se pitati, da li biste nas gledali iz dalekog svijeta, biste li prepoznali Saturn kao okrunjenu planetu ili bi se činilo da je to izvanzemaljski planet izvanzemaljskom astronomu?" - upita Vissapragada.
U svom radu istraživači kažu „Koristan primjer koji treba uzeti u obzir je Saturn: prosjek tijekom sezone, ako bi vanjski promatrač mjerio Saturnovu veličinu u tranzitu bez obračunavanja prstenova, podcjenjivao bi njegovu stvarnu gustoću za oko faktor dva.“
Na tom su misaonom eksperimentu nadogradili stvarni eksperiment ili simulaciju. Istraživači su simulirali okruženi planet koji prolazi ispred Sunca, i kako bi to moglo izgledati dalekom astronomu s moćnim instrumentima za promatranje. Proučavali su i vrste materijala u prstenima koje bi utjecale na opažanja.
Rezultati su bili izmiješani. Prema svom radu, prstenovi mogu objasniti neke puhaste planete, ali ne sve. U svom radu kažu, „Otkrivamo kako ovo objašnjenje djeluje za neke super puhače, ali za druge ima poteškoće.“ Dio objašnjenja ovih rezultata uključuje besprijekorne spektre plavih planeta.
Autori u svom radu kažu „Ovdje razmotrimo mogu li oni <planeti pluća> imati velika zaključna radijusa jer su im u stvari prstenasti. To bi naravno objasnilo zašto su superpukovi do sada pokazali samo besprijekorne tranzitne spektre. " Eksoplanet obično ima spektar, ali s prstenovima nema.
Autori nastavljaju: „Otkrivamo kako ova hipoteza može djelovati u nekim slučajevima, ali ne u svim. Zbog blizine superpuha i njihovih matičnih zvijezda potrebni su prstenovi stjenovitog, a ne ledenog sastava. " To zauzvrat postavlja ograničenje na radijuse samih prstenova.
A ograničenje radijusa znači da bi prstenovi mogli objasniti neke plutajuće planete, ali ne sve. Prema dokumentu, to "čini zahtjevnim objasniti veliku veličinu Kepler 51b, 51c, 51d i 79d osim ako prstenovi nisu izrađeni od poroznog materijala." Tri Kepler 51 planeta su puhasti planeti, a one su tri s najmanjom poznatom gustoćom. U stvari, iako su sve planete veličine Jupitera, njihove mase su samo nekoliko puta veće od Zemljinih.
U priopćenju za javnost koautor Piro je to objasnio ovako: „Ti planeti imaju tendenciju da orbitiraju u neposrednoj blizini zvijezda domaćina, što znači da bi prstenovi trebali biti kamenitiji, a ne ledeni. No, radijusi stjenovitih prstenova mogu biti samo tako veliki, osim ako je stijena vrlo porozna, pa ne bi svaki superpušak odgovarao tim ograničenjima. "
Materijal koji čini stjenovit prsten može biti samo toliko gust i može činiti samo prstenove određene veličine. Ako je previše gust i predaleko od planete, umjesto toga kombinirat će se u satelite.
Par istraživača kaže da se najmanje tri promatrane puhaste planete mogu objasniti prstenovima: Kepler 87c i 177c, kao i HIP 41378f. Kepler 87c je velik kao Neptun, ali je samo oko 6,4 puta masivniji od Zemlje. Ostala dva na njihovom popisu imaju sličnu razliku između veličine i mase.
Nažalost, kao i mnogi problemi iz astronomije, nemamo promatračku snagu da saznamo je li ovo istraživanje tačno. Promatranja sa tla priblizavala su se svijetlim ciljevima, ali zvijezde domaćini za poznate planete lisnatog tlaka previše su mutne. (Jedina iznimka je HIP 41278 f, koji je najavljen kao novi puhasti planet kada je par autora dovršavao ovaj rad.) Kao i druga pitanja iz astronomije, moramo čekati da Jamesov Webb svemirski teleskop baci malo svjetla na Pitanje. Nijedno trenutno promatračko postrojenje ne može otkriti prstenove oko egzoplaneta.
Ako se potvrdi da neki od tih egzoplaneta imaju prstenove, to će biti važan razvoj. Astronomima ću dati puno bolje razumijevanje kako su se formirali planetarni sustavi i kako su se razvijali.
Više:
- Priopćenje za javnost: Što ako tajanstveni planeti "bombon bomboni" zapravo sportski prstenovi?
- Istraživački rad: istraživanje mogu li se superpuhovi objasniti kao prstenasti egzoplaneti
- Svemirski magazin: Je li "vanzemaljska megastruktura" oko Tabbyjeve zvijezde zapravo prstenasti plinski div?
