Има вид екзопланета, която астрономите понякога наричат планети за бонбони от памук или супердупки. Те са мистериозни, защото техните маси не съвпадат с техните изключително големи радиуси. Двете характеристики предполагат планета с изключително ниска плътност.
В нашата Слънчева система няма нищо подобно на тях и намирането им в отдалечени слънчеви системи е озадачаващо. Сега двойка астрономи може би са го измислили.
Астрономите са Антъни Пиро от университета в Карнеги и Shreyas Vissapragada, Caltech. Хартията им е озаглавена „Проучване дали супер-пуфовете могат да бъдат обяснени като пръстеновидни екзопланети.“ Публикувано е в The Astronomical Journal.
"Започнахме да мислим, какво ще стане, ако тези планети изобщо не са ефирни като бонбони от памук", казва Пиро в прессъобщение. „Ами ако суперпуховете изглеждат толкова големи, защото всъщност са заобиколени от пръстени?“
Ловците на планети са открили над 4000 потвърдени екзопланети. С внимателно наблюдение астрономите могат да ограничат екзопланетните характеристики като плътност, маса, размер и дори да са в обитаемата зона на своята звезда. Но няма реален начин да се определи дали тези далечни обекти имат пръстени.
Би било изненадващо, ако никой не го направи. Всички газови гиганти и ледени гиганти в нашата Слънчева система имат пръстени, макар че само Сатурн е лесно разпознаваем.
По-голямата част от екзопланетите се откриват с транзитния метод. Това включва внимателно наблюдение на планета, докато минава между звездата-домакин и нас. Въз основа на малкото потапяне в звездна светлина на транзитните причини на планетата, астрономите могат да открият планета. Това е и начинът, по който определят другите характеристики на планетата, заедно с гледането как звездата се клати в отговор на движението на планетата.
Но методът на транзит не може да каже на астрономите дали една планета има пръстени. В мисловен експеримент астрономите се чудеха как ще изглеждат планети като Сатурн на далечен наблюдател.
"Започнахме да се чудим, ако ни погледнете от далечен свят, бихте ли разпознали Сатурн като пръстенирана планета или ще изглежда, че това е подпухнала планета за извънземния астроном?" - попита Висапрагада.
В своя труд изследователите казват „Полезен пример за това е Сатурн: средно за сезона, ако външен наблюдател измерва размера на Сатурн в транзит, без да отчита пръстените, те биха подценили истинската му плътност с около два фактора.“
Те се основаваха на този мисловен експеримент с действителен експеримент или симулация. Изследователите симулираха пръстенирана планета, минаваща пред Слънцето, и какво би изглеждало на далечен астроном с мощните наблюдателни инструменти. Те изследвали и видовете материал в пръстените, които биха повлияли на наблюденията.
Резултатите бяха смесени. Според тяхната работа пръстените могат да обяснят някои пухкави планети, но не всички от тях. В своя труд те казват: „Откриваме, че това обяснение работи за някои от супер-пуфовете, но за други има затруднения.“ Част от обяснението за тези резултати включва безфункционалните спектри на пухените планети.
В своя труд авторите казват „Тук разглеждаме дали те могат да имат големи изведени радиуси, защото всъщност са пръстени. Това естествено би обяснило защо досега свръхпуховете показват само безхарактерни транзитни спектри. " Обикновено една екзопланета ще има спектър, но с пръстени няма такава.
Авторите продължават: „Откриваме, че тази хипотеза може да работи в някои случаи, но не във всички. Близостта на супер-пуфовете до техните родителски звезди налага пръстени със скална, а не ледена композиция. " Това от своя страна поставя граница за радиусите на самите пръстени.
А ограничението на радиусите означава, че пръстените биха могли да обяснят някои пухени планети, но не всички. Според документа, това "прави предизвикателство да се обясни големият размер на Kepler 51b, 51c, 51d и 79d, освен ако пръстените не са съставени от порест материал." Трите планети Kepler 51 са всички пухкави планети и те са трите с най-ниската известна плътност. Всъщност, въпреки че всички са планети с размер на Юпитер, техните маси са само няколко пъти по-големи от земните.
В съобщение за печата съавторът Пиро го обясни по този начин: „Тези планети са склонни да орбитат в непосредствена близост до своите приемащи звезди, което означава, че пръстените ще трябва да бъдат скалисти, а не заледени. Но скалните радиуси на пръстените могат да бъдат само толкова големи, освен ако скалата не е много пореста, така че не всеки супер-пух може да отговаря на тези ограничения. "
Материалът, съставляващ скалист пръстен, може да бъде само толкова плътен и може да съставя само пръстени с определен размер. Ако е твърде гъста и твърде отдалечена от планетата, вместо това ще се комбинира в спътници.
Двойката изследователи твърдят, че най-малко три наблюдавани плавници могат да бъдат обяснени с пръстени: Kepler 87c и 177c, както и HIP 41378f. Kepler 87c е голям колкото Нептун, но е само около 6,4 пъти по-масивен от Земята. Другите двама в списъка им имат подобно разминаване между размера и масата.
За съжаление, подобно на много проблеми в астрономията, ние не разполагаме с наблюдателната сила, за да разберем дали това изследване е точно. Наземните наблюдения се доближиха за ярки цели, но звездите-домакини за известни плавникови планети са твърде мрачни. (Единственото изключение е HIP 41278 f, който беше обявен за нова планета с пуф, когато двойката автори попълваха този документ.) Също като други проблеми в астрономията, ние трябва да изчакаме космическия телескоп на Джеймс Уеб да хвърли малко светлина върху проблемът. Нито едно съоръжение за наблюдение не е в състояние да открие пръстени около екзопланети.
Ако някоя от тези екзопланети е потвърдена, че има пръстени, това ще бъде важно развитие. Ще дам на астрономите много по-добро разбиране за това как са се образували планетарните системи и как са се развивали.
Повече ▼:
- Прессъобщение: Какво става, ако мистериозните „Памучни бонбони“ планети всъщност спортуват?
- Документ за изследване: Проучване дали супер-пух може да се обясни като пръстеновидни екзопланети
- Спейс Списание: „Извънземната мегаструктура“ около звездата на Таби всъщност е гигантски газов гигант?
