Odkąd astronomowie potwierdzili pierwszą egzoplanetę w 1995 roku, odkryli prawie 3900 odległych światów, a tysiące wciąż czekają na analizę. Te planety są w różnych kształtach i rozmiarach: są takie, które spuchły, by być większe niż Jowisz, a planety tak gorące, że mają niebo z odparowanego metalu, który spuszcza lawę. Niektóre mają odpowiednią wielkość i temperaturę do przechowywania ciekłej wody i prawdopodobnie życia, a jedna może być wykonana głównie z diamentu.
Teraz, donosi Jeremy Rehm w Science News, możemy dodać kolejną osobliwość kosmiczną do listy - planetę powstałą w wyniku masowego zderzenia dwóch planet, tworząc ciało niebieskie, które jest zasadniczo wielką kulą metalu ze skalistą skorupą.
Planeta jest jedną z czterech egzoplanet odkrytych w 2014 roku krążących wokół gwiazdy o nazwie Kepler 107 w odległości około 1670 lat świetlnych. Kiedy naukowcy postanowili obliczyć rozmiar i masę planet, odkryli coś niezwykłego. Chociaż dwie najbardziej wewnętrzne planety, Kepler 107b i Kepler 107c, są mniej więcej tego samego rozmiaru - około 1, 5 razy większe niż Ziemia - ich masy są zupełnie inne: Kepler 107c jest trzy razy gęstszy niż jego siostrzana planeta i 10 razy gęstszy niż Ziemia .
Co więcej, bliźniaki Kepler nie pasują do normalnego wzoru formowania się planet. Zazwyczaj we wczesnych latach Układu Słonecznego występuje dysk akrecyjny wykonany z gazu i pyłu, który wiruje wokół gwiazdy i planety kondensują się z tego materiału. Gęstsze, bardziej rockowe planety krążą bliżej swoich gwiazd, ponieważ są zbudowane z cięższych elementów, podczas gdy mniej gęste planety krążą dalej. To dlatego, że te lekkie planety są zwykle zbudowane z pierwiastków, takich jak wodór i hel, które zostałyby usunięte przez wiatry słoneczne, gdyby były bliżej gwiazdy. Ale Kepler 107c łamie tę zasadę i krąży dalej niż jej lżejsza siostrzana planeta, Kepler 107b.
„Jest dalej od swojej gwiazdy [niż Kepler 107b], ale jest bardziej masywny” - powiedział Rehm Eric Lopez, astrofizyk z NASA Goddard Space Flight Center. "To trochę dziwne."
Co sprawiło, że Kepler 107c jest tak metalową głową i dlaczego wydaje się nieczynny? Aby zbadać to pytanie, międzynarodowy zespół naukowców zebrał ponad 100 pomiarów spektroskopowych planet wokół Keplera 107 za pomocą Narodowego Teleskopu Galileo na Wyspach Kanaryjskich, a następnie wprowadził dane do symulacji komputerowych, donosi Helen Briggs i Paul Rincon z BBC.
Doszli do kilku możliwości, które wyjaśniają, dlaczego Kepler 107c jest tak gęsty, ale znajduje się dalej od swojej gwiazdy, które zostały zbadane w artykule w czasopiśmie Nature Astronomy . Na początek może być tak, że uformował się bliżej słońca, a potem odpłynął. Możliwe jest również, że bombardowanie mniejszych obiektów uderzyło w większą, wcześniejszą wersję Keplera 107c i zrzuciło większość jego skalistej zewnętrznej powłoki, pozostawiając gęsty metalowy rdzeń planety. Ale najbardziej przekonującym scenariuszem jest zderzenie dwóch światów.
Gdyby dwie skaliste planety - każda o masie około 10 razy większej od Ziemi i każda z żelaznym rdzeniem, które stanowiły około 30 procent jej masy - zderzyły się ze sobą z dużą prędkością, mogłyby oderwać lub odparować większość skalistego materiału i stworzyć samodzielną planetę z dużym żelaznym rdzeniem. Chociaż możliwe są inne scenariusze, teoria kolizji jest ideą, która najlepiej wyjaśnia dane.
Podczas gdy uważa się, że mega-wpływ między planetami i protoplanetami zdarza się dość często w całym wszechświecie, astronomowie nigdy nie byli świadkami tego wydarzenia ani nie znaleźli dowodu tego zjawiska poza naszym Układem Słonecznym. Jeśli Kepler 107c powstał w wyniku zderzenia, mogłoby to pomóc nam lepiej zrozumieć formację planetarną.
„Uważa się, że gigantyczne uderzenia odegrały fundamentalną rolę w kształtowaniu naszego obecnego układu słonecznego. Księżyc najprawdopodobniej jest wynikiem takiego uderzenia, może to być również wysoka gęstość Merkurego, a duży satelita Plutona, Charon, został prawdopodobnie schwytany po gigantycznym uderzeniu, ”Współautorka Zoe Leinhardt z University of Bristol w komunikacie prasowym.„ Ale do tej pory nie znaleźliśmy żadnych dowodów na gigantyczne uderzenia występujące w układach planetarnych poza naszym własnym. Jeśli nasza hipoteza jest prawidłowa, łączyłaby się ogólny model formowania się naszego Układu Słonecznego z układem planetarnym, który bardzo różni się od naszego własnego ”.
Chociaż hipoteza jest fascynująca, trudno będzie ją udowodnić. Cayman Unterborn, egzogeolog z Arizona State University, mówi Rehmowi z Science News, że to intrygujący pomysł, ale tak naprawdę nie jest możliwe ekstrapolowanie danych o płaszczu i rdzeniu Keplera 107c po prostu z jego gęstości. Mogą istnieć inne rzeczy, których jeszcze nie rozumiemy.
„Mając gęstość planety, możesz stwierdzić, czy jest ona skalista, wodnista czy gazowa”, mówi. „Ale fakt, jak duży jest płaszcz w porównaniu z rdzeniem, jest dość trudny”, choć ma nadzieję, że artykuł „zainicjuje zdrową debatę na temat pochodzenia planet, które są trochę dziwne”.
I jest prawdopodobne, że astronomowie wkrótce będą pływać w danych o dziwnych egzoplanetach. W zeszłym miesiącu naukowcy opublikowali pierwszy wyciek danych z satelity TESS nowej generacji NASA, który został wystrzelony latem ubiegłego roku, a zestaw danych zawierał 200 potencjalnych nowych światów, w tym niektóre, które już wydają się tak dziwne jak Kepler 107c.
