Αστροφυσικοί επιστήμονες ανακάλυψαν μία νέα «εξωτική» τάξη πλανητών που η σύνθεσή τους κρύβει ζαφείρια και ρουμπίνια.
Ερευνητές ανακάλυψαν μια νέα «εξωτική» τάξη πλανητών έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Γνωστές και ως «υπερ-Γαίες» οι πλανήτες αυτοί σχηματίστηκαν σε υψηλές θερμοκρασίες κοντά στο αστέρι από το οποίο δημιουργήθηκαν και περιέχουν μεγάλες ποσότητες ασβεστίου, αλουμινίου και των οξειδίων τους – συμπεριλαμβανομένων και πολύτιμων λίθων όπως ζαφείρια και ρουμπίνια.
Μόλις 21 έτη φωτός μακριά από τον αστερισμό Κασσιόπιας, ένας πλανήτης περιστρέφεται γύρω από το αστέρι του με το ένα έτος μήκους μόλις τριών ημερών. Το όνομά του είναι HD219134 b. Με μια μάζα σχεδόν πενταπλάσια της μάζας του πλανήτη μας, αποτελεί μία «υπερ-γη».
Σε αντίθεση όμως με τη Γη, πιθανότατα, δεν έχει ένα τεράστιο πυρήνα σιδήρου, αλλά είναι πλούσιο σε ασβέστιο και αλουμίνιο. «Ίσως το κόκκινο και μπλε φως να τρεμοπαίζει, όπως τα ρουμπίνια και τα ζαφείρια, επειδή αυτοί οι πολύτιμοι λίθοι αποτελούνται από οξείδια αλουμινίου που είναι κοινά στον εξωπλανήτη», λέει η Καρολίν Ντορν, αστροφυσικός στο Ινστιτούτο Υπολογιστικής Επιστήμης του Πανεπιστημίου της Ζυρίχης.
Ο HD219134 b είναι ένας από τους τρεις υποψηφίους πλανήτες που ενδέχεται να ανήκουν σε μια νέα, εξωτική τάξη εξωπλανήτων, σύμφωνα με όσα αναφέρουν η Καρολίν Ντορν και οι συνεργάτες της από τα Πανεπιστήμια της Ζυρίχης και του Cambridge, στο βρετανικό περιοδικό MNRAS.
Οι ερευνητές μελετούν τη δημιουργία πλανητών χρησιμοποιώντας θεωρητικά μοντέλα και συγκρίνουν τα αποτελέσματά τους με δεδομένα από παρατηρήσεις. Είναι γνωστό ότι κατά τη διάρκεια του σχηματισμού τους, αστέρια όπως ο Ήλιος περιβαλλόταν από έναν δίσκο αερίων και σκόνης από τον οποίο γεννήθηκαν πλανήτες.
Βραχώδεις πλανήτες όπως η Γη σχηματίστηκαν από τα στερεά σώματα που απέμειναν όταν διασκορπίστηκε ο πρωτοπλανητικός δίσκος αερίου.
Αυτά τα δομικά στοιχεία συμπυκνώθηκαν από το νέφος των αερίων καθώς αυτός ο δίσκος κρύωνε. «Κανονικά, αυτά τα δομικά στοιχεία σχηματίζονται σε περιοχές όπου τα στοιχεία που σχηματίζουν πετρώματα όπως ο σίδηρος, το μαγνήσιο και το πυρίτιο έχουν συμπυκνωθεί», εξηγεί η Ντορν.
Οι πλανήτες που προκύπτουν έχουν μια γήινη σύνθεση με έναν πυρήνα σιδήρου. Οι περισσότερες από τις σούπερ-Γαίες που είναι γνωστές μέχρι τώρα έχουν σχηματιστεί σε τέτοιες περιοχές. Η σύνθεση των πλανητών αυτών είναι διαφορετική από την αναμενόμενη.
Υπάρχουν όμως και περιοχές κοντά στο άστρο όπου οι θερμοκρασίες είναι αρκετά υψηλότερες. «Εκεί, πολλά στοιχεία βρίσκονται ακόμα στη φάση του αερίου και τα πλανητικά δομικά στοιχεία έχουν μια εντελώς διαφορετική σύνθεση», λέει η αστροφυσικός.
Με τα μοντέλα τους, η ερευνητική ομάδα υπολόγισε πώς πρέπει να μοιάζει ένας πλανήτης που σχηματίζεται σε μια τέτοια θερμή περιοχή. Το αποτέλεσμά τους: το ασβέστιο και το αλουμίνιο είναι τα κύρια συστατικά μαζί με το μαγνήσιο και το πυρίτιο και δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου σίδηρος.
«Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τέτοιοι πλανήτες δεν μπορούν, για παράδειγμα, να έχουν μαγνητικό πεδίο όπως η Γη», εξηγεί η Dorn. Και επειδή η εσωτερική δομή είναι τόσο διαφορετική, η ψυκτική συμπεριφορά τους αλλά και οι ατμόσφαιρες θα διαφέρουν επίσης από εκείνες που χαρακτηρίζονται ως υπερ-Γαίες. Έτσι, η ομάδα μιλά για μια νέα, εξωτική κατηγορία πλανητών που σχηματίζεται από συμπυκνώματα υψηλής θερμοκρασίας.
«Αυτό που προκαλεί εντύπωση είναι ότι αυτά τα αντικείμενα διαφέρουν εντελώς από την πλειοψηφία των πλανητών που μοιάζουν με τη Γη», λέει η Dorn. «Αν υπάρχουν βέβαια» σχολιάζει. Η πιθανότητα ωστόσο είναι υψηλή, εξηγούν οι αστροφυσικοί στην επιστημονική εργασία τους.
«Στους υπολογισμούς μας διαπιστώσαμε ότι οι πλανήτες αυτοί έχουν 10-20% χαμηλότερες πυκνότητες σε σχέση με τη Γη», εξηγούν. Εξωπλανήτες με παρόμοιες χαμηλές πυκνότητες αναλύθηκαν επίσης από την ομάδα. «Εξετάσαμε διαφορετικά σενάρια για να εξηγήσουμε τις παρατηρούμενες πυκνότητες», λέει η Ντορν.
Για παράδειγμα, μια πυκνή ατμόσφαιρα μπορεί να οδηγήσει σε χαμηλότερη συνολική πυκνότητα. Αλλά δύο από τους εξωπλανήτες που μελετήθηκαν (ο Cancri e και ο WASP-47 e), βρίσκονται σε τροχιά τόσο κοντά στο αστέρι τους που η θερμοκρασία στην επιφάνεια τους φτάνει τους σχεδόν 3000 βαθμούς πράγμα που σημαίνει ότι θα έχουν χάσει αυτό το περίβλημα αερίων εδώ και πολύ καιρό.
«Στον πλανήτη HD219134 b οι θερμοκρασίες είναι χαμηλότερες και η κατάσταση είναι πιο περίπλοκη», εξηγεί η Dorn. Με την πρώτη ματιά, η χαμηλότερη πυκνότητα θα μπορούσε να εξηγηθεί με τη λογική των ωκεανών μάγματος. Αλλά ένας δεύτερος πλανήτης που περιστρέφεται γύρω από το αστέρι σε μικρή σχετικά απόσταση κάνει αυτό το σενάριο απίθανο. Μια σύγκριση των δύο αντικειμένων έδειξε ότι ο εσωτερικός πλανήτης δεν μπορεί να περιέχει περισσότερο νερό ή αέριο από το εξωτερικό. Δεν είναι ακόμα σαφές εάν οι ωκεανοί μάγματος μπορούν να συμβάλουν στη χαμηλότερη πυκνότητα.
«Έτσι, βρήκαμε τρεις υποψήφιους που ανήκουν σε μια νέα τάξη με αυτήν την εξωτική σύνθεση» συνοψίζει η αστροφυσικός. Οι ερευνητές διορθώνουν επίσης μια προηγούμενη εικόνα της Υπερ-Γης 55 Cancri e, η οποία είχε παρουσιαστεί το 2012 ως το «διαμάντι στον ουρανό» καθώς είχαν αρχικά υποθέσει ότι ο αποτελείτο σε μεγάλο βαθμό από άνθρακα. Βασισμένοι στη νέα θεωρία πλέον, οι επιστήμονες κάνουν λόγο για πλανήτη από ζαφείρια και όχι από διαμάντια όπως είπε αστειευόμενη η Ντορν.
Με πληροφορίες από το Sciencedaily
σχόλια