Stāsts par 2 sadursmju eksoplanetām

Divu sadursmju Zemes masas planētu datorizēta modelēšana. Materiāla temperatūras diapazonu attēlo 4 krāsas - pelēka, oranža, dzeltena un sarkana, kur pelēkā krāsa ir stilīgākā un sarkanā - karstākā. Attēls caur Zoe Leinhardt / Thomas Denman / Bristoles Universitāte.

Eksoplanetes ir atklājuši tūkstošiem pēdējo gadu laikā, un paredzams, ka nākamajos gados un desmitgadēs tiks atrasti vēl daudzi tūkstoši. Daudzas no šīm pasaulēm atrodas vairāku planētu sistēmās, kas ir līdzīgas mūsu pašu Saules sistēmai. Ziņkārīgie astronomi vēlas uzzināt, vai kāda no šīm planētām kādreiz varētu būt sadūrusies savā starpā . Ja jā, cik bieži tas varētu notikt?

Lai gan ir bijuši daži pierādījumi par planētu sadursmēm mūsu Saules sistēmā, kad tā veidojās pirms 4 1/2 miljardiem gadu, līdz šim nav pierādījumu par sadursmēm starp planētām tālās Saules sistēmās. Bet tagad jauns pētījums liek domāt, ka tas ir noticis vismaz vienā zināmā planētu sistēmā, sistēmā ar apzīmējumu Kepler-107. Rezultāti tika publicēti jaunā recenzētā rakstā žurnālā Nature Astronomy 2019. gada 4. februārī. Astronomi Aldo S. Bonomo un Mario Damasso, gan Istituto Nazionale Di Astrofisica (INAF), gan astrofiziķis Li Zeng no Hārvarda-Smitsona Astrofizikas centrs (CfA) kopā strādāja pie pētījuma.

Kepler-107 atrodas apmēram 1714 gaismas gadu attālumā virzienā uz mūsu zvaigznāju Cygnus Swan. Pētījums koncentrējas uz divām iekšējām planētām, kas riņķo ap Kepler-107 (no četrām zināmām eksistējošām četrām), Kepler-107b un Kepler-107c. Gan rādiusa, gan orbitālo periodu ziņā tie ir līdzīgi viens otram - to izmēri ir attiecīgi 1, 536 un 1, 597 Zemes rādiusi, ar nenoteiktību tikai aptuveni 0, 2 procenti. Viņu orbītas periodi ir attiecīgi 3, 18 un 4, 90 dienas.

Runājot par to blīvumu, tomēr šie divi ekslobori ir diezgan atšķirīgi - attiecīgi 5, 3 un 12, 65 grami uz kubikcentimetru. Salīdzinājumam Zemes blīvums ir 5, 5 grami uz kubikcentimetru, kamēr ūdens ir tikai 1 grams uz kubikcentimetru. Tātad - kaut arī to izmēri un orbītas ir līdzīgas - viena no šīm pasaulēm ir daudz, daudz blīvāka par otru.

Palīdziet EarthSky turpināt darbu! Lūdzu, ziedot, ko varat, mūsu pūļa finansēšanas kampaņai, kas notiek reizi gadā.

Augšējā videoklipā - via Zoe Leinhardt un Thomas Denman - parādīta ātrgaitas sadursmes ar galvu ieslēgšanās hidrodinamiskā simulācija starp divām 10 Zemes masas planētām.

Fakts, ka vienai no planētām ir vairāk nekā divas reizes lielāks blīvums nekā otrajai - divu ārējai -, nav viegli izskaidrojams, jo tām gandrīz vienādi vajadzēja ietekmēt savas zvaigznes zvaigžņu starojumu.

Kas tad izraisīja šo lielo blīvuma atšķirību? Pētnieku grupa secina, ka kādreiz pagātnē vienai no planētām - blīvākajai, Kepler-107c - vajadzēja būt satriecošai vēl vienai planētai. Ja tā, tad sadursme iznīcināja daļu planētas silikāta apvalka, atstājot aiz sevis blīvu dzelzs serdi. Kā paskaidroja Zeng:

Šī ir viena no daudzām interesantām eksoplanētu sistēmām, kuras Keplera kosmiskais teleskops ir atklājis un raksturojis. Šis atklājums ir apstiprinājis agrāku teorētisko darbu, kas liek domāt, ka planētu veidošanās laikā lielu lomu spēlēja milzu triecieni starp planētām. Paredzams, ka TESS misija atradīs vairāk šādu piemēru.

Mākslinieka priekšstats par putekļiem un gāzi, kas ieskauj tādu jaunveidojošu planētu sistēmu kā mūsu pašu. Attēls caur NASA.

Pats par sevi saprotams, ka, ja šī ietekme notiktu, iespējams, ir bijušas daudz šādu sadursmju starp miljardiem planētu, kas, domājams, eksistē tikai mūsu galaktikā.

Mūsu pašu Saules sistēmā viena vadošā teorija - hipotēze par gigantu - saka, ka Zemes mēness izveidojās no ietekmes starp jaunu, joprojām veidojošu Zemi un citu planētu, kuras izmērs ir Marss. Trieciens izkausēja Zemes ārējos slāņus, izmetot gružus orbītā ap Zemi. Pēc tam no šī materiāla ap Zemi izveidojās gāzes, putekļu un izkusušu iežu gredzens. Mazāk nekā 100 gadu laikā šie gruveši salipās kopā (akrēti), arvien lielāki un lielāki, veidojot mūsu mēness.

EarthSky Mēness kalendāri ir forši! Viņi sagatavo lieliskas dāvanas. Pasūtīt tagad.

Tiek arī teorēts, ka līdzīgas sadursmes varētu izskaidrot, kāpēc Venēra griežas atpakaļgaitā atšķirībā no citām lielākajām planētām mūsu Saules sistēmā. Iespējams, ka ietekme uz Venēru ir palīdzējusi pārvērst planētu par dedzinošo elles caurumu, kādu mēs šodien redzam. Liela sadursme vai mazāku sadursmju virkne ir arī vadošās teorijas par to, kāpēc Urāns ir tik mežonīgi noliecies uz savu asi, rotējot “uz sāniem”, it kā būtu.

Tiek uzskatīts, ka mūsu pašu mēness ir izveidojies, kad Marsa lieluma ķermenis sadūrās ar jauno Zemi. Attēls caur NASA.

Citas daudz sadursmes starp daudz mazākiem lidmašīnas simulātiem arī palīdzēja planētām veidoties jau pirms miljardiem gadu. Līdzīgas sadursmes joprojām notiek mūsdienās - lai arī daudz zemākā ātrumā -, kad meteorīti skar Mēnesi, Zemi un citus Saules sistēmas ķermeņus, veidojot krāterus akmeņainās pasaulēs.

Grunts līnija: Pierādījumi par planētas triecienu Kepler-107 sistēmā ne tikai izskaidro kuriozu noslēpumu par to, kā veidojās divas visdziļākās planētas, bet arī parāda, ka šādas sadursmes var būt diezgan izplatītas starp daudzajiem tur esošajiem eksoplanetiem - līdzīgi kā ir notikuši mūsu pašu Saules sistēmā.

Avots: milzu trieciens kā dažādu dvīņu iespējamā izcelsme Kepler-107 eksoplanetu sistēmā

Via CfA