Eksoplanetes - karstākās, tumšākās, vecākās

• Aprīlis 29, 2024

Mūsu Saules sistēma bija vienīgā, ko zinājām. Astronomi to izmantoja, lai izskaidrotu, kā zvaigžņu sistēmas tika veidotas no zvaigžņu veidošanās pārpalikumiem un kāpēc mazās klinšainās planētas atradās tuvāk Saulei un gāzes giganti - tālāk. Bet piesargāties no teorijas, kuras pamatā ir tikai viens piemērs! Tagad mēs zinām tūkstošiem planētu ap citām saulēm, un teorijas ir jāpārskata. Šeit ir dažas no pārsteidzošajām planētām, kuras mēs esam atraduši.

KELT-9 b, karstākā planēta
Jupiters ir piecas reizes tālāk no Saules nekā Zeme. Tomēr a karstais Jupiters līdzīgi kā KELT-9 b ir milzu planēta, kas riņķo ap savu zvaigzni - daudz tuvāk nekā Merkurs ir Saulei. Aptuveni 650 gaismas gadu attālumā Cygnus zvaigznājā šis karstais Jupiters ik pēc 36 stundām rāvējslēdzi ap savu zvaigzni KELT-9. Tas ir ne tikai trīsdesmit reizes tuvāk zvaigznei nekā Zeme ir saulei, bet arī tā zvaigzne ir divreiz karstāka nekā saule.

KELT-9 b ir plūdmaiņas aizslēgta, tāpēc tā diennakts puse vienmēr ir vērsta pret zvaigzni. Planētas vēsā puse ir 2000 ° C (3600 ° F), bet saulainā puse ir vairāk nekā divreiz karstāka. Planēta ir karstāka nekā vairums zvaigžņu Galaktikā. Faktiski tā atmosfēra ir diezgan zvaigžņota un satur iztvaicētus smagos elementus, piemēram, dzelzi un titānu.

Jums var rasties jautājums, kāpēc, ja KELT-9 b ir tik zvaigžņots, ka tā nav zvaigzne. Bet milzīgo sildīšanu izraisa KELT-9 - tas ir ārpus planētas. Zvaigznes siltumu iekšēji rada kodolsintēze.

Šis mežonīgais karstums iztvaiko planētas atmosfēru. Ja mēs varētu pārbaudīt KELT-9 dažu miljonu gadu laikā, tad uz planētas nekas neliecinātu. Visa tā gāze būtu vārīta.

TrES-2 b, tumšākā planēta
Kā zvaigžņu vārdu, GSC 03549-02811 trūkst, piemēram, Antares vai Bellatrix, bet zvaigzne izraisa lielu interesi. Pēc veida un vecuma tas ir līdzīgs Saulei, un tajā ir arī vismaz viena planēta. Zvaigzne atrodas 750 gaismas gadu attālumā Drako (Pūķis) zvaigznājā, un atšķirībā no Saules tā ir binārās sistēmas galvenā zvaigzne. Biedrs ir oranžais punduris, kuru no tā atdala 230 AU. (Viens ĀS - astronomiskā vienība - ir attālums no Zemes līdz Saulei.)

Parastā eksoplanētas nosaukšanas sistēma padarītu planētu GSC 03549-02811 b. Par laimi planētas nosaukums ir TrES-2 b, kas vismaz ir īsāka. (Tās nosaukums ir iegūts no Transatlantiskā eksoplanētu apsekojuma.)

Planēta TrES-2 b nav nekas līdzīgs nevienai no Saules sistēmas planētām. Tas ir vēl viens karsts Jupiters, un tā ir arī tumšākā zināmā planēta. Apmēram tikpat atstarojošs kā ogles, tas atdod mazāk nekā 1% no gaismas, kas uz tā krīt.

Bet kāpēc TrES-2 b ir tik tumšs? Liekas, ka ir trīs iemesli. (1) Lai arī Jupiteru izgaismo ar atstarojošajiem amonjaka mākoņiem, 1000 ° C (1800 ° F) temperatūrā tas ir pārāk karsts, lai mākoņi veidotos uz TrES-2 b. (2) Droši vien nātrijs un kālijs un citas gaismu absorbējošas ķīmiskas vielas tiek iztvaicētas atmosfērā. (3) Pirmie divi iemesli ne pilnībā atspoguļo tumsu, tāpēc ir vēl viens faktors, kuru astronomi vēl nesaprot.

Neskatoties uz to, ka TrES-2 b nav atstarojošs, tas nav pilnīgi melns. Pēc pētnieka Deivida Spiegela teiktā, "Tas ir tik karsts, ka izstaro vāju sarkanu mirdzumu, līdzīgi kā degošs cilvēks vai spoles uz elektriskās plīts."

PSR B1620-26 b, vecākā planēta
Mesjē 4 (M4) ir a globular klasteris Skorpija zvaigznājā atrodas 12 400 gaismas gadu attālumā. Gredzenveida kopas ir blīvi apdzīvotas zvaigžņu kopas, kurās zvaigznes pēc savstarpējas smaguma spēka tiek saliktas sfēriskā formā. M4 ir nedaudz atvērtāks nekā vairums globular klasteru, taču tam ir blīvs kodols. Zvaigžņu tuvums var traucēt planētas veidošanos.

Tāpēc astronomi prātoja: vai a globular klasteris? Atbilde izrādās jā. 1993. gadā M4 tika atklāta pārsteidzoša planēta. Tā oficiālais apzīmējums ir PSR B1620-26 b, bet, tā kā tas ir 12,7 miljardus gadu vecs - tikai miljardu gadu jaunāks par Visumu, - populāri nosaukumi tam ir Metušala un Genesis planēta.

Papildus savam vecumam un atrašanās vietai Metuusala ir ārkārtēja planēta arī citos veidos. Tā bija pirmā planēta, kas tika atklāta gadā cirkulārā orbīta. Tas nozīmē, ka tas atrodas binārā zvaigžņu sistēmā, un tas riņķo ap abām zvaigznēm.

Metušala ir milzis ar 2,5 reizes lielāku Jupitera masu, bet kādas ir divas zvaigznes? Viņiem ir vismaz viena kopīga iezīme: viņi abi ir miruši. Galvenā zvaigzne PST B1620-26 ir a pulsars. Tas ir ātri rotējošs neitronu zvaigzne, kas ir supernovas sprādzienā iznīcinātas masīvas zvaigznes saspiests kodols. Sekundārā zvaigzne WD B1620-26 ir a baltais punduris, kas ir saulainas zvaigznes paliekas, kas sabruka bez sprādziena pēc tam, kad bija izlietota degviela.

Saliekot kopā stāstu par šo sarežģīto mazo sistēmu, astronomi domā, ka planēta izveidojās ap saulainu zvaigzni, kas tagad ir baltais punduris. Ejot cauri pārpildītajam M4 kodolam, pāri notvēra neitronu zvaigzne. Šāda tuvu zvaigžņu sastapšanās Galaktikā parasti ir reti sastopama, jo zvaigznes atrodas tik tālu viena no otras, bet tas ir iespējams šajā vidēja blīvuma vidē.

Kad saulainā zvaigzne izlietoja savu ūdeņraža degvielu un uzpūta sarkanā milzenī, daļa no tās matiem izšļācās uz neitronu zvaigzni, paātrinot tās griešanos, veidojot pulsāru. Galu galā sarkanais gigants iztērēja degvielu un kļuva par baltu punduri. Pulsars un punduris tagad riņķo viens otram apkārt, un Metuzelapa ap riņķo pāri 23 AU attālumā. Tas atrodas nedaudz tālāk nekā Urāns ir no Saules.

Metušalam varētu būt bēdīgas beigas ļoti tālā nākotnē. Galu galā trio, iespējams, izjauks tikšanās ar citu zvaigzni. Ja tā, planēta, visticamāk, tiks izmesta no M4 lielajā tukšajā telpā starp zvaigznēm.