|
Многие мини-нептуны имеют твердую поверхность
|
|
|
|
По мере того, как телескопы становились все мощнее, выяснилось, что наша солнечная система - не единственная в своем роде: в галактике есть миллионы других планет. Но мы все еще пытаемся понять, на что они похожи на самом деле.
|
|
|
|
Одна из загадок - это разновидность планеты, которая, по-видимому, является одним из самых распространенных типов во Вселенной. Известные как "мини-Нептуны", потому что они немного меньше Нептуна в нашей Солнечной системе, эти планеты состоят из смеси камня и металла, с плотной атмосферой, состоящей в основном из водорода, гелия и, возможно, воды. Как ни странно, несмотря на их изобилие в других местах, они не имеют аналогов в нашей солнечной системе, что делает их популяцию чем-то вроде загадки.
|
|
|
|
Но новое исследование, опубликованное 5 ноября под руководством проф. Элиза Кемптон (Eliza Kempton) из Чикагского университета (University of Chicago) добавляет новую изюминку к нашему лучшему представлению об этих далеких мирах. Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.
|
|
|
|
Хотя ранее считалось, что эти планеты, как правило, покрыты океанами расплавленной магмы, Кемптон обнаружил, что поверхность многих из них на самом деле может быть твердой.
|
|
|
|
Однако человеку все равно было бы не очень приятно находиться на этих планетах: скалистая поверхность твердая только потому, что находится под огромным давлением плотной атмосферы.
|
|
|
|
|
|
|
"Это действительно переворачивает представление об этих планетах, что интересно, потому что их так много во Вселенной", - сказал Кемптон. "По сути, в буквальном смысле, мы пытаемся понять, что это за объекты, потому что их нет в нашей Солнечной системе".
|
|
Масса и магма
|
|
|
|
Хотя мы знаем, что планеты за пределами нашей Солнечной системы, известные как экзопланеты, существуют, они находятся так далеко, что даже наши самые мощные телескопы могут улавливать только косвенные сигналы, такие как падение яркости, когда планета проходит перед своей звездой.
|
|
|
|
Однако ученые придумали нестандартные способы интерпретации имеющихся у нас данных. Например, они могут получить представление о молекулах в атмосферах планет, анализируя проходящий через них свет, и измерить гравитационное воздействие планет на свои звезды-хозяева, чтобы определить их массы.
|
|
|
|
Обнаружение такого количества мини-Нептунов удивило ученых, которые видели их вокруг близлежащих звезд, учитывая их полное отсутствие в окрестностях нашей планеты.
|
|
|
|
Из-за высоких температур и плотной атмосферы считалось, что на поверхности этих планет, вероятно, есть глобальные моря расплавленной магмы, как это было на Земле. Доц. Профессор Эдвин Кайт ранее предсказывал, что эти океаны магмы могут даже начать "поедать" свои собственные небеса, ограничивая возможности роста планеты.
|
|
|
|
Но, углубившись в изучение данных, команда исследователей, в которую входили Кемптон, тогдашний студент-старшекурсник Боди Бреза, первый автор статьи, и постдоктор Мэтью Никсон (ныне научный сотрудник 51 Pegasi b в Университете штата Аризона), поняли, что история может быть более сложной.
|
|
|
|
Группа впервые осознала потенциальный поворот событий, проанализировав планету под названием GJ 1214 b, которая вращается вокруг далекой звезды в созвездии Змееносца. Последние данные, полученные с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба, свидетельствуют о том, что атмосфера этой планеты может содержать молекулы большего размера, чем простые водород и гелий, а это означает, что атмосфера будет тяжелее, чем считалось ранее, — намного, намного больше, чем тонкая оболочка Земли.
|
|
|
|
Эта плотная атмосфера создала бы условия с чрезвычайно высокой температурой и давлением. На самом деле, давление было бы настолько высоким, что, согласно полученным данным, горная порода снова превратилась бы из расплавленной магмы в твердую породу — подобно тому, как углерод конденсируется в алмаз глубоко под поверхностью Земли.
|
|
|
|
Удивленная команда задалась вопросом, что это означает для других планет. Создав серию имитаций планет с различными условиями, они обнаружили, что значительная часть этих мини-Нептунов, которые ранее считались лавовыми мирами, на самом деле могут иметь твердую поверхность.
|
|
|
|
- Это выбор "или-или", - сказал Кемптон. "У вас может быть сценарий "пол-это лава" или "твердая поверхность", и вам придется учитывать ряд других факторов, связанных с атмосферой планеты, чтобы попытаться выяснить, под какой режим она подпадает".
|
|
|
|
Пересматривая историю
|
|
|
|
Эти планеты, похожие на мини-Нептун, представляют особый интерес для ученых из-за их огромного количества и того, что они говорят о том, как формируются планеты.
|
|
|
|
"До того, как мы обнаружили какие-либо экзопланеты, у нас была хорошая, понятная история о том, как формируются солнечные системы, основанная на том, как сформировалась наша солнечная система. Мы думали, что это применимо и к другим солнечным системам", - объяснил Никсон. "Следуя этой логике, другие солнечные системы должны выглядеть как наша. Но это не так".
|
|
|
|
Поэтому ученые хотят понять, как образуются мини-Нептуны и как они выглядят сейчас, чтобы иметь более полное представление о том, как формируются планеты в целом. Это может, среди прочего, помочь в поиске пригодных для жизни планет.
|
|
|
|
"Это возвращает нас к вопросу о том, почему мы здесь — как появилась Земля?" - сказал Никсон. "Это действительно фундаментальный материал для понимания как других планет, так и нашей собственной".
|
|
|
|
Источник
|
