'Sub-Saturnid' võivad sundida teadlasi planeedi kujunemise ideed läbi vaatama

OGLE-2012-BLG-0950LB

Kunstniku kujutis OGLE-2012-BLG-0950LB. (Pildikrediit: F. Reddy/NASA/Goddard)



Astronoomid tunnevad meie päikesesüsteemi paremini kui ükski teine, kuid nad õpivad endiselt uusi viise, kuidas see ei tundu olevat eriti normaalne.



Üks selline planeetide suurusega muster oli eile (8. jaanuaril) toimunud pressikonverentsil. Ameerika Astronoomia Selts . Tulemused võivad ajendada teadlasi läbi vaatama juhtivat teooriat planeetide moodustumise kohta.

Ja see omakorda võib tõsiselt mõjutada elu otsimist väljaspool meie päikesesüsteemi. 'Planeetide moodustumise teooria on üsna oluline isegi siis, kui olete huvitatud ainult elamiskõlblikest planeetidest, sest planeedist elamiskõlblikus tsoonis ei piisa, vaid teil peavad olema eluga kooskõlas olevad kemikaalid ja elu arenguga kooskõlas olev ajalugu.' 'Ütles Marylandi ülikooli astronoom David Bennett kohtumisel toimunud pressikonverentsil. 'Mida paremini saame planeedi kujunemisest aru, seda paremini suudame ennustada, millised planeedid võivad olla elamiskõlblikud.' [7 viisi välismaalase planeetide avastamiseks]



Praegu on planeedi kujunemise juhtiv teooria, mida nimetatakse „tuumade kogunemise mudeliks”, kohandatud selgitama, mida me oma päikesesüsteemis näeme - ainus, millest me mudeli väljatöötamise ajal palju teadsime. Kuid mida rohkem planeete me teistes päikesesüsteemides tuvastame, seda enam leiame, et need ei ühti siin iseseisvalt leitud massi- ja orbitaalkauguste mustritega.

Võtame näiteks hämmastava suurusevahe Neptuuni ja Saturni vahel. Neptuun on Maa massist umbes 17 korda suurem, samas kui Saturn on 95 korda Maa massist palju suurem, NASA andmetel . Vahepeal ei midagi. Põhiline kogunemismudel selgitab seda lünka mehhanismiga, mida nimetatakse põgenenud gaasi kogunemiseks.

Siin selgitatakse, kuidas põhiline akretsioonimudel selgitab gaasihiiglase sündi. Esiteks klammerduvad kivi- ja jääkamakad kokku, ehitades üles selle, mis saab tuumaks - võib -olla umbes 10 korda Maa massist. Sellel südamikul on piisavalt raskusjõudu, et aeglaselt haarata vesinikule ja heeliumgaasile.



Kuid põgenenud gaasi kogunemise mudeli kohaselt muutub midagi, kui arenev planeet on aeglaselt kokku kogunud veel umbes 10 Maa massi. Protsess muutub üle jõu käivaks ja planeet neelab kiiresti kõik muu läheduses olev gaas, kuni see allikas otsa saab.

Kui see idee on õige, selgitab see Neptuuni ja Saturni vahelist lõhet - Uraan ja Neptuun ei saavutanud kunagi otsustavat suurust, et käivitada põgenenud gaaside kogunemine, samas kui Saturn ja Jupiter tegid seda ja ulatusid tohutute massideni.

On ainult üks probleem: astronoomid on aru saanud, et teistes päikesesüsteemides on küll palju planeete, mille suurus on nende äärmuste vahel, hüüdnimega alam-Saturnid. Paber avaldati detsembris ajakirjas The Astrophysical Journal Letters ja tutvustati koosolekul 30 erinevat planeeti, mis olid kindlaks määratud konkreetse tehnikaga, sellega, mida teadlased eeldavad põhilise akretsioonimudeli põhjal. Selles uuringus leidsid nad, et mudel ei vasta tegelikkusele väga hästi.



See annab meie päikesesüsteemile uue veidra veidruse-selle puuduvad alam-Saturnid. 'Selliste planeetide puudumine meie enda päikesesüsteemis on tõenäoliselt tingitud juhuslikust juhusest või õnnetusest,' ütles Bennett.

Selliste planeetide puudumine on üldiselt tingitud sellest, et neid on tõesti raske avastada. On ainult üks tehnika, mis on piisavalt võimas, et tuvastada planeete, mis tiirlevad kaugemale sellest, mida astronoomid nimetavad lumeliin ', kus varajase päikesesüsteemi lahtised materjalid on päikesest piisavalt kaugel, et kerged materjalid, nagu vesi, võivad külmuda-selline naabruskond, mida peate alam-Saturnide leidmiseks otsima.

See tehnika, mida nimetatakse gravitatsiooniliseks mikrolentsinguks, tugineb universumi trikile. Kui väga massiivne objekt möödub täpselt vaatleja ja valgusallika vahel, tõmbab selle gravitatsioon valguse kõrvale, muutes selle suurendatuks. Kui see massiivne objekt on päikesesüsteem, saavad teadlased planeete märgata, otsides vaatlustest väikseid kõrvalekaldeid. [Exoplanet Discovery: TRAPPIST-1 7 Maa suurusega planeeti piltides]

Kuid tavaliselt ei tea nad planeedist palju - ainult aimu, kui palju kordi see on väiksem kui tema päike. See ei kehti Saturni-alamplaneetide kohta, mida uurimustöö taga on uurinud paljud samad teadlased. Sel juhul suutsid nad sellise planeedi massi kindlaks teha, tuginedes natuke kannatlikkusele ja jagades oma tulemusi teine ​​paber avaldati detsembris ajakirjas The Astronomical Journal.

Meeskond vaatas 2012. aastal uuesti läbi planeedi, mis tuvastati gravitatsioonilise mikrolensingu abil. Alates esimestest vaatlustest on taevageomeetria rikutud, võttes planeedisüsteemi ja valgusallika, mida see suurendas. Meeskond suutis uskumatult täpselt mõõta, kui palju objektid planeetide identifitseerimisest alates aastate jooksul nihkusid, mida nad said seejärel kasutada planeedi tegeliku massi arvutamiseks, nimega OGLE-2012-BLG-0950.

See mass asub Saturni alampiirkonnas, umbes 39 Maa massi juures. See mõõt osutab kindlalt planeedile, mis ei näe meie päikesesüsteemis välja. See on ka iseenesest saavutus, mis võrdub peenraha kindlaksmääramisega 110 kilomeetri kauguselt. 'See on tõesti raske asi,' ütles juhtiv autor Aparna Bhattacharya, NASA Goddardi kosmoselennukeskuse astronoom, pressikonverentsil.

Kuid see ei ole ette nähtud ühekordseks saavutuseks tänu planeeritud laiaulatuslikule infrapuna-uuringuteleskoobile või WFIRST-ile, mille NASA peaks käivitama 2020. aastate keskel. See instrument saab planeetide tuvastamiseks ja mõõtmiseks kasutada sama mikroläätsetehnikat - ja seda tehakse sadade selliste kaugete maailmade puhul. Need mõõtmised võivad omakorda paljastada muid nõrku kohti meie arusaamades planeetide kujunemisest.

Saatke Meghan Bartelsile e -kiri aadressil mbartels@demokratija.eu või järgige teda @meghanbartels . Järgne meile @Spacedotcom ja Facebook . Algne artikkel teemal demokratija.eu .