Образ на художник на екзопланета с изпъкнала атмосфера.
(Изображение: © НАСА)
Оказва се, че екзопланетите могат да бъдат толкова сладки, колкото пътуване до държавния панаир: Два свята, открити от космическия телескоп Kepler на НАСА, имат приблизително същата плътност като пакет с бонбони от памук. Двете планети, които обикалят около 20 милиона години около млада звезда, са новородени светове почти толкова широки, колкото газовите гиганти, въпреки че тежат с по-малко от 10 пъти по-голяма от масата на Земята.
Използвайки космическия телескоп „Хъбъл“ на НАСА, изследователите направиха последващи наблюдения на двата „вкусни“ свята, известни като Kepler-51b и Kepler-51d. Те открили, че подутите атмосфери на световете най-вероятно съдържат мъгла, простираща се високо над повърхността им. Разширените атмосфери в света ги поставят в рядък клас екзопланети, супер-пуфовете.
"Това са екзопланети с най-ниска плътност до момента", каза Джесика Робъртс миналия месец. Тя представи предварителните резултати по време на 232-ата полугодишна среща на Американското астрономическо дружество в Денвър. Аспирант в Университета на Колорадо, Боулдър, Робъртс помогна да разгледа сравнително подобно на Земята сравнение за планетите. Тя намери необичаен аналог за супер пуфовете - сладко лакомство. [Най-интригуващите открития на извънземна планета на 2017 г.]
"Искам да заснемете гигантски планети, изработени от бонбони от памук", каза тя.
"Наистина пухкави титани"
През 2011 г. Kepler забеляза свят с ниска плътност в орбита на младата звезда Kepler 51; по-късни проучвания потвърдиха, че планетата има две братя и сестри. И трите планети имат изпъкнала атмосфера и първоначалните наблюдения подсказват ниската им плътност.
Свръхдушите привлякоха вниманието на докторския съветник на Робъртс в Боулдър, Захори Берта-Томпсън, който подозираше, че раздутите атмосфери ще бъдат по-лесни за изследване, отколкото по-утаените атмосфери около други светове. Заедно с няколко колеги учените използваха Хъбъл, за да изследват химията на атмосферите от 51b и 51d, когато двойката минаваше два пъти между своята звезда и Земята. Третият свят, 51c, само подряза ръба на слънцето на системата, като запази атмосферата си скрита и така не беше част от новото изследване.
Изследователите открили, че и двете планети издават сигнал, предполагащ, че в атмосферата доминират малки частици, наречени аерозоли. Тези аерозоли биха могли да бъдат създадени от масивни облачни банки или може да са знак за обгръщаща планетата мъгла.
"Най-доброто ни предположение е, че не се занимаваме с някакъв вид облачна кондензация", каза Робъртс. "Това, с което вероятно се занимаваме, е някакъв вид фотохимична мъгла, от която просто не знаем от какво е направена."
В Слънчевата система най-голямата луна на Сатурн - Титан, е единствената, която е доминирана от слой мъгла, изработен от въглеводороди, най-вероятно метан и етан. Масивната луна може да даде представа за свръхпуховете, които биха могли да понесат разширена версия на маранята.
"Може да гледаме някои наистина пухкави титани", каза Робъртс. [Здрач Марала блести над големия лунен титан на Сатурн в разкошната снимка на Касини]
Планетите от памук и бонбони
Изчисляването на плътността на планетата изисква връщане към физиката на гимназията. Плътността на даден обект е неговата маса, разделена на неговия обем; обемът се определя от неговия радиус. Прецизните измервания на Хъбъл помогнаха на изследователите да ограничат по-добре масата на екзопланетите. За да намерят своя радиус - и по този начин и техния обем - учените сравняват размера на планетата с нейната звезда. Ревизирайки това, което се знае за звездата, Робъртс и нейните колеги успяха да определят по-точен радиус.
Kepler-51b има маса около два пъти по-голяма от Земята и радиус около седем пъти по-голям, а орбитира звездата си на всеки 45 дни. Със своята 130-дневна орбита Kepler-51d е малко по-голяма, около 7,5 пъти по-масивна от Земята с радиус почти десет пъти по-голяма от тази на нашата планета. Третият брат, Kepler-51c, отнема 85 дни, за да обиколи звездата и има около четири пъти по-голям радиус на Земята.
Комбинирайки актуализираната маса с преработения радиус, изследователите биха могли да изчислят, че плътността на планетите варира от 0,03 грама до 0,06 грама на кубичен сантиметър. Това е една десета по-плътна като Сатурн, най-малко плътната планета на Слънчевата система и тази, която би плавала във вода, ако намерихте вана достатъчно голяма.
Да разберем какво би означавало това в реални условия би отнело малко повече работа, но Робъртс беше категоричен.
Първата й мисъл беше за ружа. Тя разтопи партида в микровълновата, но откри, че белите лакомства все още са твърде гъсти.
„Това беше просто ужасна бъркотия“, каза тя пред Space.com.
За приспаданията си от памук и бонбони се насочила към магазин за хранителни стоки и купила контейнери с бонбони от памук. Прясно завъртеният материал не беше достатъчно плътен, но тя се надяваше предварително опакованите вани да работят. Тя измери обема на контейнера и претегли материала, за да изчисли плътността му, което беше близко съвпадение за суперпуховете.
"Купих толкова много вани. Касата беше като това. Трябва да сте фен на памучните бонбони", каза Робъртс.
"Бях като, това е за науката."
Млади планети
Защо тези светове са толкова плътни? Робъртс смята, че младостта им може да играе ключова роля. Планетите се образуват като прах и скали се сблъскват, за да създадат свят. Когато скалното ядро е достатъчно масивно, гравитацията му се дърпа с по-лек газ, за да създаде атмосфера.
Според моделите, трите свръхдуха, образувани извън снежната линия на системата им, невидимата граница около централните звезди, където газът е достатъчно студен, за да се кондензира в лед. След това планетите мигрираха навътре, достигайки текущите си орбити. Когато се приближиха към топлата звезда, ледът им се стопи и създаде газообразна атмосфера, която започва да издува.
Докато планетите започват да се затоплят от сблъсъците, които са ги образували, те се охлаждат във времето, причинявайки свиване на материал. В същото време звездни ветрове отделят част от атмосферата си. Според Робъртс, моделите предполагат, че през следващите 5 милиарда години, когато тя е малко по-стара от Земята днес, 51b ще изглежда по-скоро като типична планета Нептун. Тъй като е по-далеч от звездата, тя каза, че "51d вероятно ще бъде малко странно, тъй като няма да се съкрати толкова голяма част от атмосферата му".
"След няколко милиарда години ще видим тези планети по-малки, отколкото са сега", каза Робъртс.
Ако можехте да застанете на един от супер-пуфовете (ако приемем, че има скалиста повърхност), налягането на атмосферата вероятно би било смазващо високо, каза Робъртс. Ще бъде по-добре да плувате по-нагоре в атмосферата, където налягането ще бъде по-ниско, добави тя.
В началото на живота си Земята вероятно се похвали със собствената си раздута атмосфера, каза тя, макар че вероятно го е загубила много бързо.
Учените планират да представят своите изследвания за публикуване по-късно това лято.
Сега просто ни трябват сладките светове за спортни памучно-бонбонени цветове, като синьо, розово, лилаво или зелено!
