|
Почему в Солнечной системе нет мини-Нептуна
|
|
|
|
Планеты стало легче классифицировать благодаря космическому телескопу Kepler, пишет британский журнал The Economist. Отправной точкой науки является сбор информации о предметах исследования — животных, растениях, минералах, элементах, даже звездах.
|
|
|
|
Затем, когда коллекция достаточно велика, начинают проявляться шаблоны. Животные и растения попадают в филогенетические деревья, минералы — в кристаллические группы, элементы — в периодическую таблицу, звезды — в диаграмму Герцшпрунга-Рассела. Эти шаблоны требуют и предлагают объяснение.
|
 |
|
Таким образом, теория эволюции, наука о кристаллографии, понимание химической связи и описание того, как звезды блестят в течение их жизни, — все вышло из классификации коллекций. Теперь, похоже, нечто подобное происходит и с планетами.
|
|
|
|
Четверть века назад были известны только девять планет Солнечной системы, число которых впоследствии уменьшилось до восьми в результате понижения в должности Плутона. Однако к этим близлежащим мирам присоединились еще тысячи звезд орбиты, отличных от Солнца.
|
|
|
|
Многие из них были обнаружены или подтверждены благодаря американскому космическому телескопу Kepler, построенному в 2009 году с конкретной целью поиска небольших, потенциально похожих на Землю тел, а не крупных, тяжелых, подобных Юпитеру газовых гигантов, которые составили основную часть предыдущих открытий.
|
|
|
|
19 июня Эндрю Ховард из Калифорнийского технологического института и его коллеги объявили о последней серии открытий Kepler’а. Из них 219, в том числе десять, которые имеют размер Земли и сходную температуру поверхности, могут поддерживать жизнь. Они также объявили о результатах анализа всего маршрута Kepler’а, суть которого в том, что маленькие планеты, по-видимому, имеют два разных типа.
|
|
|
|
Каждый тип планеты зависит от ее точного размера. Но между меньшим и большим типами наблюдается заметный разрыв, который, по-видимому, отражает то, как масса и химический состав взаимодействуют в закрученных облаках газа и пыли.
|
|
|
|
Одним из ранних выводов Kepler’а было то, что среди Земли, пятой по величине планеты в Солнечной системе, имеется множество объектов, промежуточных по размерам. Нептун —четвертый по величине. Поскольку диаметр Нептуна в четыре раза больше Земли, это большой пробел для заполнения.
|
|
|
|
В верхней части диапазона находятся так называемые мини-нептуны. Это в основном газ, но, как предполагается, имеющий сердцевину из камня и льда. На нижнем конце расположены скалистые объекты с небольшой атмосферой или без них. Это самые большие из земных планет, похожие по составу на внутренние планеты Солнечной системы и иногда называемые суперземлями. Одной из причин этого недостатка ясности было отсутствие точных измерений диаметров экзопланет.
|
|
|
|
Kepler, который работает путем измерения падения света звезды, вызванного проходящей перед ним планетой, не может определить размер этой планеты напрямую. Скорее, он измеряет относительные размеры планеты и звезды. Размер звезды выводится из его спектра.
|
|
|
|
До недавнего времени большинство звезд, вокруг которых Kepler делал такие открытия, не анализировали их спектры. Теперь это изменилось благодаря крупнейшим телескопам в мире, среди которых — в обсерватории на Гавайях. Используя их, доктор Говард и его коллеги измерили спектры и, следовательно, размеры 1?300 из этих звезд.
|
|
|
|
Добавление данных обсерватории и Kepler’а ясно показывает различие между мини-нептунами и сверхземлями. Максимальный диаметр скальных планет в 1,75 раза больше, чем у Земли. Самые маленькие мини-нептуны в два раза больше диаметра Земли. Разрыв между этими двумя (разница в объеме 50%) предполагает, что тела промежуточного размера неустойчивы.
|
|
|
|
Доктор Говард и его коллеги подозревают, что разрыв вызван тем, как формируются планетарные атмосферы. Их расчеты показывают, что скачок между скальной планетой с небольшой атмосферой или отсутствием атмосферы и мини-нептуном — с большой — требует добавления лишь около 1% массы планеты в виде водорода и гелия. Так как это два самых легких элемента, они обеспечивают большой объем для небольшого веса. И, поскольку они являются самыми многочисленными элементами, они легко доступны.
|
|
|
|
Быть легким, однако, означает, что можно легко теряться. Это важно. Доктор Говард и его команда считают отсутствие предметов в промежутке между крупнейшими скальными планетами и наименьшими мини-нептунами — следствие тел, которые в противном случае заполнили бы его, имея недостаточную гравитацию, чтобы удерживать их атмосферы. Вместо этого излучение от их родительских звезд удаляет эти атмосферы.
|
|
|
|
Большое количество мини-нептунов вокруг (почти в каждой планетарной системе, найденной Kepler’ом, есть по крайней мере одна) поднимает вопрос о том, почему в Солнечной системе их нет. Это потребует более тщательного изучения, с более совершенными инструментами. И прогресс этой задачи — это PLATO, объявленный Европейским космическим агентством 20 июня.
|
|
|
|
Вылет запланирован на 2026 год. PLATO будет искать планеты среди сотен тысяч звезд. Его главная цель — искать те, которые могут поддерживать жизнь. Тем не менее, как и Kepler, он дополнит огромное количество карт астрономов и, следовательно, ведет к развитию науки о планеологии.
|
|
|
|
Источник
|
