Kov: Nově objevené exoplanety pravděpodobně obsahují více než 80 procent železa

Po staletí měli vědci k dispozici pouze omezený počet příkladů, které je třeba vzít v úvahu, pokud jde o pochopení vzniku planet. Jak jsme prozkoumávali stále se zvyšující počet světů, našli jsme mnoho dalších, které nevypadají jako nic, co v naší sluneční soustavě nemáme: horké plynné obry, super-Země, maličký Neptun a další. Proto může být úlevou najít něco, co se podobá známé planetě, protože to naznačuje, že procesy, které formovaly sluneční soustavu, nemusí být neobvyklé.

Do této kategorie rozhodně spadá nový objev, protože výzkumníci oznámili nález planety, která se jeví jako velmi bohatá na železo, která je, alespoň pokud jde o složení, velmi podobná Merkuru. Rozdíl je v tom, že je téměř na vrcholu své hvězdy a je pravděpodobně dostatečně horký, aby se jakékoli železo na povrchu mohlo roztavit.

velmi krátký rok

Nová planeta byla nalezena obíhající kolem červeného trpaslíka s názvem GJ 367 asi 30 světelných let od Země. Červení trpaslíci jsou malé, slabé hvězdy, které usnadňují identifikaci planet kolem nich. Planeta obíhající mezi červeným trpaslíkem a Zemí bude úměrně blokovat více světla hvězdy. Vzhledem k tomu, že hvězda má nízkou hmotnost, gravitace planety způsobí, že se při rotaci více posune, což způsobí větší Dopplerovy posuny ve světle z hvězdy.

Nová planeta, GJ 367b, se objevila v datech z mise NASA Transiting Exoplanet Survey (TESS). TESS monitoruje kapičky ve světle hvězd způsobené obíhající planetou a činí tak v působivém klipu – zde použitá data zahrnovala nový snímek každé dvě minuty po dobu dvou týdnů. To je více než dost na zachycení signálu způsobeného GJ 367b, který dokončí cestu kolem své hvězdy za pouhou třetinu dne.

Objevování tímto způsobem dělá z GJ 367b kandidáta na exoplanetu; K potvrzení její existence se výzkumný tým obrátil na pozemský dalekohled, který sledoval Dopplerovy posuny ve světle hvězdy v důsledku oběžné dráhy planety. To potvrdilo existenci planety, protože byl přítomen signál z jedné třetiny dne (stejně jako zhruba 45denní signál způsobený rotací hvězdy).

Samotná planeta je malá, její poloměr je tři čtvrtiny poloměru Země. Je ale poměrně masivní, s hmotností více než poloviny hmotnosti Země. To má za následek hustotu něco přes osm gramů na krychlový centimetr – což je ve skutečnosti těžší než železo.

pekelné podmínky

GJ 367b je dostatečně blízko na to, aby byl slapově uzamčen ke své hostitelské hvězdě, což znamená, že se otočí jednou za oběžné dráze, přičemž jednu stranu drží celou dobu obrácenou ke hvězdě. a on velmi blízko té hvězdy. To má za následek odhadovanou povrchovou teplotu 1 745 K – velmi blízko bodu tání železa. Samozřejmě, že vnější kůra bude pravděpodobně kamenitá. Nebo by to bylo kamenité, nebýt skutečnosti, že mnoho hornin bohatých na křemík taje při podobných teplotách také.

Je jasné, že cokoli, co by připomínalo atmosféru, jak ji známe, by se už dávno zahřálo. Existuje však možnost, že se některé roztavené horniny a minerály vypaří a vytvoří malou místní atmosféru na straně obrácené ke hvězdám. Je zřejmé, že odvrácená strana planety by byla mnohem chladnější a cokoli ve formě páry by skončilo na planetě velmi rychle.

Výzkumný tým předal statistiky AI vycvičené na jiných planetách a AI ​​předpověděla, že GJ 367b má strukturu velmi podobnou Merkuru: velké kovové jádro, které zabírá většinu nitra planety a rozkládá se v průměru na 85 procentech. Cesta. na povrch. Zbytek bude silikátová hornina. To není nerozumné, kromě skutečnosti, že hustota GJ 367b je 1,5krát větší než hustota Merkuru. Proto musí existovat také některé důležité rozdíly.

Každopádně máme nápad, jak udělat Merkur tak bohatým na železo – je to produkt srážek, které strhly část kamenného materiálu. Nechápeme ale, jak se u hvězdy mohlo vytvořit něco o velikosti Merkuru. Takže i když je zde jistá uklidňující znalost, existují v tom určitá omezení.

Věda, 2021. DOI: 10.1126 / Věda. aay3253 (O DOI).