Ένας εξωηλιακός πλανήτης με υποθετικά (πιθανά αλλά μη αποδεδειγμένα) φεγγάρια νερού. Πιστωτική εικόνα: NASA / IPAC / R. Πλήγμα. Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Κατά την τελευταία δεκαετία, οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν μια τεχνική κυνηγιού πλανήτη που μετρά μικρές αλλαγές στην ταχύτητα ενός αστεριού σε σχέση με τη Γη, έχουν ανακαλύψει περισσότερους από 130 εξωηλιακούς πλανήτες. Οι πρώτοι τέτοιοι πλανήτες ήταν γίγαντες φυσικού αερίου, η μάζα του Δία ή μεγαλύτερη. Μετά από αρκετά χρόνια, οι επιστήμονες άρχισαν να ανιχνεύουν πλανήτες μάζας Κρόνου. Και τον περασμένο Αύγουστο, ανακοίνωσαν την ανακάλυψη μερικών πλανητών μάζας Ποσειδώνα. Θα μπορούσαν να είναι υπερ-Γη;
Σε πρόσφατη ομιλία του σε συμπόσιο για εξωηλιακούς πλανήτες, ο αστρονόμος Carnegie Institution of Washington Alan Boss εξήγησε τις δυνατότητες.
Οι τεχνικές κυνήγι πλανήτη με ακτινική ταχύτητα ώθησαν πρόσφατα την ικανότητα ανακάλυψής μας κάτω από το όριο μάζας Κρόνου κάτω σε αυτό που θα αποκαλούσαμε όριο γιγαντιαίου πάγου.
Έτσι μπορούμε τώρα να βρούμε πλανήτες, κοντά στα αστέρια του ξενιστή τους, με μάζες συγκρίσιμες με εκείνες του Ουρανού και του Ποσειδώνα (14 έως 17 φορές τη μάζα της Γης).
Σε μεγάλο βαθμό αυτό οφείλεται στο ότι ο Michel Mayor και οι συνεργάτες του έχουν ένα νέο φασματόμετρο στο La Silla, το οποίο έχει πρωτοφανή φασματική ανάλυση έως περίπου 1 μέτρο ανά δευτερόλεπτο περίπου. Και νομίζω ότι η ομάδα του Geoff Marcy και του Paul Butler βρίσκονται πολύ πίσω από αυτό.
Το ενδιαφέρον ερώτημα, ωστόσο, είναι: Ποια είναι αυτά τα πράγματα; Είναι πάγοι γίγαντες που σχημάτισαν πολλά AU και μετανάστευσαν ή είναι κάτι άλλο; Δυστυχώς, δεν γνωρίζουμε ακριβώς ποιες είναι οι μάζες τους. Ακόμα πιο σημαντικό, δεν γνωρίζουμε πραγματικά ποια είναι η πυκνότητά τους. Έτσι θα μπορούσαν να είναι πετρώματα μάζας 15-Γης, ή θα μπορούσαν να είναι γίγαντες πάγου μάζας 15-Γης.
Αυτό που πρέπει πραγματικά να κάνουμε είναι να κάνουμε τους ανθρώπους να βγουν έξω και να ανακαλύψουν άλλα 7 περίπου. Έχουμε 3 μέχρι τώρα. Εάν είχαμε συνολικά 10, τότε θα είχαμε αρκετό ώστε 1 από αυτούς, τουλάχιστον, να περάσει το αστέρι του και στη συνέχεια θα μπορέσουμε να πάρουμε κάποια ιδέα για το τι είναι η πυκνότητά του.
Νομίζω, ωστόσο, ότι υπάρχει μια καλή πιθανότητα να είναι πραγματικά μια νέα τάξη πλανήτη συνολικά: υπερ-Γη. Ο λόγος που θα έλεγα ότι είναι, τουλάχιστον σε 2 από τα συστήματα όπου έχουν βρεθεί, αυτοί οι «καυτοί Ποσειδώνες» συνοδεύονται από έναν μεγαλύτερο πλανήτη μάζας Δία με τροχιά μεγαλύτερης περιόδου.
Εάν οι πλανήτες χαμηλότερης μάζας είναι γίγαντες πάγου που σχηματίστηκαν μακριά από τα αστέρια τους, εκτός εάν έχετε κάποιο σενάριο με μεγάλη επινόηση, δεν θα φανταζόσασταν να καταλήξουν να μεταναστεύσουν προς τα μέσα, πέρα από τα μεγαλύτερα παιδιά. Αυτά τα συστήματα μοιάζουν περισσότερο με το δικό μας ηλιακό σύστημα, όπου έχετε τους συναδέλφους χαμηλής μάζας μέσα στους γίγαντες φυσικού αερίου.
Οι πλανήτες σε ένα σύστημα όπως το σύστημά μας πιθανώς δεν υποβλήθηκαν σε μεγάλη μετανάστευση. Γι 'αυτό θα ισχυρίζομαι ότι ίσως αυτοί οι τύποι είναι αντικείμενα που σχηματίστηκαν μέσα στους γίγαντες αερίου και μετανάστευσαν μόνο λίγο, καταλήγοντας όπου μπορούμε να τα εντοπίσουμε με τις έρευνες φασματοσκοπίας μικρής περιόδου.
Για την υποστήριξη αυτής της ιδέας, υπάρχει κάποιο θεωρητικό έργο από τον George Wetherill του Carnegie από σχεδόν 10 χρόνια πριν, τώρα, όπου είχε κάνει μερικούς υπολογισμούς της διαδικασίας συσσώρευσης των βραχώδεις πλανητών. Συχνά βρήκε ότι υπήρχε μεγάλη διάδοση στις μάζες αυτού που βγήκες, επειδή η συσσώρευση είναι μια πολύ στοχαστική διαδικασία. Για τις τυπικές παραμέτρους που χρησιμοποίησε, στο τέλος των 100 εκατομμυρίων ετών περίπου, δεν θα έπαιρνε μόνο αντικείμενα 1 μάζας της Γης, αλλά και αντικείμενα που κυμαίνονταν έως και 3 Γήινες μάζες.
Λοιπόν, τότε, υπέθεσε για τους υπολογισμούς του μια σχετικά χαμηλή επιφανειακή πυκνότητα στο 1 AU, όπου σχηματίζονταν αυτοί οι πλανήτες. Δεδομένων όσων γνωρίζουμε τώρα, εάν θέλετε να είστε σε θέση να φτιάξετε έναν Δία στα 5 AU χρησιμοποιώντας το μοντέλο πυρήνα-αύξησης του πλανητικού σχηματισμού, πρέπει να μειώσετε την πυκνότητα στον πρωτοπλανητικό δίσκο με συντελεστή 7 ή περισσότερο από ό, τι Wetherill υποτίθεται.
Αυτό κλιμακώνεται άμεσα με τη μάζα των πλανητών που θα περίμενε κανείς να βρει ως αποτέλεσμα. Αν λοιπόν κάνατε ξανά αυτούς τους υπολογισμούς, υποθέτοντας αυτήν την υψηλότερη αρχική πυκνότητα, το ανώτατο όριο της μάζας των εσωτερικών πλανητών θα πήγαινε από 3 Γήινες μάζες, κάτι που πήρε ο Wetherill, δηλαδή 21 Γήινες μάζες. Αυτό βρίσκεται στο εύρος αυτού που εκτιμούμε για αυτά τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα αντικείμενα μάζας καυτού Ποσειδώνα.
Ίσως λοιπόν αυτό που πραγματικά βλέπουμε είναι μια νέα κατηγορία αντικειμένων, υπερ-Γη, αντί για γίγαντες πάγου.
Αρχική πηγή: Αστροβιολογία της NASA
