Позасонячна планета з гіпотетичними (можливими, але недоведеними) водоносними місяцями. Кредит зображення: NASA / IPAC / R. Шкода. Натисніть, щоб збільшити
За останнє десятиліття астрономи, що використовують техніку полювання на планету, яка вимірює невеликі зміни швидкості зірки щодо Землі, виявили понад 130 позасонячних планет. Першими такими планетами були газові гіганти, маса Юпітера і більше. Через кілька років вчені почали виявляти планети масового типу Сатурн. А минулого серпня вони оголосили про відкриття кількох планет масових Нептуна. Чи можуть це бути супер-Землі?
У нещодавній розмові на симпозіумі про позасонячні планети інститут Карнегі вашингтонський астроном Алан Босс пояснив можливості.
Нещодавно методи полювання на планету з радіальною швидкістю підштовхнули нашу здатність до виявлення нижче межі маси Сатурна вниз до того, що ми би назвали межею гігантського льоду.
Таким чином, ми зараз можемо знайти планети, близькі до їхніх зірок-господарів, з масою, порівнянною з масою Урана та Нептуна (14 до 17 разів перевищує масу Землі).
Значною мірою це пов'язано з тим, що Мішель Мер та його колеги мали новий спектрометр у Ла-Сіллі, який має безпрецедентний спектральний дозвіл приблизно до 1 метра в секунду або близько того. І я думаю, що група Джеффа Марсі та Пола Батлера також дуже близька за цим.
Цікаве питання, однак, таке: що це за речі? Це крижані гіганти, які сформували кілька АС і мігрували в них, чи це щось інше? На жаль, ми точно не знаємо, яка їх маса. Що ще важливіше, ми не знаємо, яка їх щільність. Таким чином, вони могли бути 15-масовими породами Землі або 15-земними гігантськими льодовиками.
Нам дійсно потрібно зробити, щоб люди вийшли на вулицю і відкрили ще 7 або близько того. У нас поки 3. Якби нас було всього 10, то нам буде достатньо, щоб 1 з них, принаймні, перейшов його зірку, і тоді ми зможемо отримати уявлення про те, що таке її щільність.
Я думаю, що є хороший шанс, що це взагалі новий клас планети: супер-Земля. Я можу стверджувати, що, принаймні, у двох системах, де вони були знайдені, ці «гарячі Нептуни» супроводжуються більшою планетою маси Юпітера з орбітою більш тривалого періоду.
Якщо планети меншої маси - це крижані гіганти, які утворилися далеко від зірок, якщо у вас є якийсь дуже надуманий сценарій, ви б не уявляли, що вони переселяться всередину, повз більших хлопців. Ці системи більше нагадують нашу власну Сонячну систему, де у вас є малогабаритні хлопці всередині газових гігантів.
Планети в такій системі, як наша система, імовірно, не зазнали великої міграції. Тож я б стверджував, що, можливо, ці хлопці - це об'єкти, які утворилися всередині газових гігантів і лише трохи мігрували, закінчуючи те, де ми можемо їх виявити за допомогою короткочасних спектроскопічних досліджень.
На підтримку цієї ідеї є теоретична робота Джорджа Ветерріла Карнегі майже 10 років тому, де він провів деякі розрахунки процесу накопичення скельних планет. Він часто виявляв, що у ваших масах було досить багато, тому що накопичення - це дуже стохастичний процес. За типових параметрів, які він використовував, наприкінці 100 мільйонів років він отримав би не лише об'єкти масою 1 Землі, але й об'єкти розміром до 3 мас Землі.
Ну, на той час він припускав для своїх розрахунків досить низьку поверхневу щільність на 1 АС, де ці планети формувались. З огляду на те, що ми знаємо зараз, якщо ви хочете мати змогу зробити Юпітер в 5 АС, використовуючи модель акреації ядер планетарної формації, вам доведеться збільшити щільність в протопланетному диску на коефіцієнт 7 або більше за те, що Wetherill припускається.
Це масштабується безпосередньо з масою планет, які ви очікуєте знайти в результаті. Отже, якщо ви зробили ці розрахунки заново, припускаючи цю більш високу початкову щільність, верхня межа маси внутрішніх планет піде від 3 маси Землі, що і отримало Ветерріл, до 21 маси Землі. Це знаходиться в діапазоні того, що ми оцінюємо для цих нещодавно відкритих об'єктів масової Нептуна.
Тож, можливо, те, що ми насправді бачимо, - це новий клас об’єктів, супер-Землі, а не крижані гіганти.
Оригінальне джерело: NASA Astrobiology
