Metal: nowo odkryte egzoplanety zawierają prawdopodobnie ponad 80 procent żelaza

Przez wieki naukowcy mieli do rozważenia tylko ograniczoną liczbę przykładów, jeśli chodzi o zrozumienie powstawania planet. W miarę jak badaliśmy coraz większą liczbę światów, znaleźliśmy wiele innych, które wyglądają jak nic, co mamy w naszym Układzie Słonecznym: gorące gazowe olbrzymy, superziemie, maleńki Neptun i nie tylko. Dlatego znalezienie czegoś, co przypomina znajomą planetę, może być ulgą, ponieważ wskazuje, że procesy, które ukształtowały Układ Słoneczny, mogą nie być niezwykłe.

Nowe odkrycie z pewnością należy do tej kategorii, a naukowcy ogłosili odkrycie czegoś, co wydaje się być niezwykle bogatą w żelazo planetą, która przynajmniej pod względem składu jest bardzo podobna do Merkurego. Różnica polega na tym, że znajduje się prawie na szczycie swojej gwiazdy i prawdopodobnie jest na tyle gorący, że każde żelazo na powierzchni może się stopić.

bardzo krótki rok

Nowa planeta została znaleziona krążąc wokół czerwonego karła o nazwie GJ 367, około 30 lat świetlnych od Ziemi. Czerwone karły to małe, słabe gwiazdy, które ułatwiają identyfikację planet wokół nich. Planeta krążąca pomiędzy czerwonym karłem a Ziemią będzie proporcjonalnie blokować więcej światła gwiazdy. Ponieważ gwiazda ma małą masę, grawitacja planety spowoduje jej większe przesunięcie w trakcie rotacji, powodując większe przesunięcia Dopplera w świetle gwiazdy.

Nowa planeta, GJ 367b, pojawiła się w danych z misji NASA Transiting Exoplanet Survey (TESS). TESS monitoruje krople w świetle gwiazd powodowane przez orbitującą planetę i robi to w imponującym klipie — dane użyte tutaj obejmowały nowy obraz co dwie minuty przez dwa tygodnie. To więcej niż potrzeba, aby uchwycić sygnał wywołany przez GJ 367b, który okrąża swoją gwiazdę w zaledwie jedną trzecią dnia.

Odkrywanie w ten sposób czyni GJ 367b kandydatem na egzoplanetę; Aby potwierdzić jego istnienie, zespół badawczy zwrócił się do naziemnego teleskopu, który monitorował zmiany Dopplera w świetle gwiazdy spowodowane orbitą planety. Potwierdziło to istnienie planety, ponieważ sygnał był obecny przez jedną trzecią dnia (podobnie jak około 45-dniowy sygnał spowodowany obrotem gwiazdy).

Sama planeta jest niewielka, jej promień wynosi trzy czwarte promienia Ziemi. Ale jest stosunkowo masywny, o masie ponad połowy masy Ziemi. Daje to gęstość nieco ponad ośmiu gramów na centymetr sześcienny – co w rzeczywistości jest cięższe niż żelazo.

piekielne warunki

GJ 367b jest na tyle blisko, że jest stopniowo zamykana na swojej gwieździe macierzystej, co oznacza, że ​​obraca się raz na orbitę, utrzymując przez cały czas jedną stronę zwróconą w stronę gwiazdy. i on bardzo blisko tej gwiazdy. Skutkuje to szacunkową temperaturą powierzchni 1745 K – bardzo zbliżoną do temperatury topnienia żelaza. Oczywiście zewnętrzna skorupa jest prawdopodobnie skalista. Albo byłaby skalista, gdyby nie fakt, że wiele skał bogatych w krzem również topi się w podobnych temperaturach.

Najwyraźniej wszystko, co przypominałoby atmosferę, jaką znamy, nagrzałoby się dawno temu. Istnieje jednak możliwość, że niektóre stopione skały i minerały wyparują i stworzą małą lokalną atmosferę po stronie zwróconej ku gwiazdom. Oczywiście druga strona planety byłaby znacznie chłodniejsza i wszystko w postaci pary bardzo szybko trafiałoby na planetę.

Zespół badawczy przekazał statystyki sztucznej inteligencji wyszkolonej na innych planetach, która przewidziała, że ​​GJ 367b ma strukturę bardzo podobną do Merkurego: duży metalowy rdzeń, który zajmuje większość wnętrza planety, rozciągając się średnio na 85 procent powierzchni planety. Droga. na powierzchnię. Reszta będzie skałą krzemianową. Nie jest to nierozsądne, poza faktem, że gęstość GJ 367b jest 1,5 razy większa niż gęstość Merkurego. Dlatego też muszą istnieć pewne ważne różnice.

W każdym razie mamy pomysł, jak sprawić, by Merkury był tak bogaty w żelazo – jest to produkt zderzeń, które pozbawiły część materiału skalnego. Ale nie rozumiemy, jak coś wielkości Merkurego mogło powstać w pobliżu gwiazdy. Tak więc, chociaż jest tu pewna uspokajająca znajomość, istnieją ograniczenia.

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