„Super-Puffs“ може да звучи като нова зърнена закуска. Но всъщност това е прякорът за уникален и рядък вид млади екзопланети, които имат плътността на захарен памук. Нищо подобно на тях не съществува в нашата слънчева система.
Нови данни от космическия телескоп Хъбъл на НАСА дадоха първите улики за химията на две от тези „Super-Puffs“ планети, които се намират в системата Kepler 51. Тази екзопланетна система, която всъщност може да се похвали с три „Super-Puffs“, обикалящи около млада подобна на Слънцето звезда, е открита от космическия телескоп на НАСА през 2012 г. Едва през 2014 г. са остановени ниските плътности на тези планети.
Неотдавнашните наблюдения на Хъбъл позволиха на екип от астрономи да прецизират оценките за масата и размера на тези светове – потвърждавайки тяхната „пухкава“ природа. Макар и масата им да не е повече от няколко пъти масата на Земята, тяхната атмосфера от водород /хелий е толкова обемна, че размерите им са почти колкото Юпитер. С други думи, тези планети може да изглеждат толкова големи и обемисти, колкото Юпитер, но са приблизително сто пъти по-леки от гледна точка на масата.
Как и защо техните атмосферни образуват такива балони остава неизвестно, но тази характеристика прави тези планети първостепенни цели за атмосферни изследвания. Използвайки Хъбъл, екипът потърси доказателства за компоненти, особено вода, в атмосферите на планетите, наречени Kepler-51 b и 51 d. Хъбъл е наблюдавал планетите, докато преминават пред звездата си, като целта е била да наблюдава инфрачервения цвят на залезите им. Астрономите изчисляват количеството светлина, погълната от атмосферата, в инфрачервена светлина. Този тип наблюдение позволява на учените да търсят издайническите признаци за химичните съставки на планетите, като водата.
За учудване на екипа на Хъбъл те откриват, че спектрите на двете планети нямат никакви издайнически химически сигнатури. Те отдават този резултат на облаци от частици с висока атмосфера. „Това беше напълно неочаквано“, каза Джесика Либи-Робъртс от Университета на Колорадо, Боулдър. „Планирахме да наблюдаваме големи характеристики на водопоглъщане, но те просто не бяха там. Бяхме замъглени! “ Въпреки това, за разлика от водните облаци на Земята, облаците на тези планети може би са съставени от солени кристали или фотохимични мъгли, като тези, открити на най-голямата луна на Сатурн, Титан.
Тези облаци предоставят на екипа представа за това как Kepler-51 b и 51 d се подреждат сред други планети с ниска маса, богати на газ извън нашата слънчева система. Когато сравняват плоските спектри на „Super-Puffs“ със спектрите на други планети, екипът успява да подкрепи хипотезата, че образуването на облаци / мъгла е свързано с температурата на планетата – колкото по-хладна е една планета, толкова по-замъглена става.
Екипът проучва също възможността тези планети всъщност да не са „Super-Puffs“. Гравитационното привличане между планетите създава леки промени в техните орбитални периоди и от тези времеви ефекти могат да се получат планетарните маси. Чрез комбиниране на вариациите във времето, когато дадена планета преминава пред своята звезда (събитие, наречено транзит), с тези транзити, наблюдавани от космическия телескоп Kepler, екипът по-добре ограничава планетарните маси и динамиката на системата. Резултатите им съвпадат с предишните измервания за 51 b, направени от Kepler. Те обаче откриват, че Kepler-51 d е малко по-масивен (или планетата е дори по-обемна), отколкото се смяташе досега.
В крайна сметка екипът стигна до заключението, че ниските плътности на тези планети са отчасти следствие от младата възраст на системата, само на 500 милиона години, в сравнение с нашето Слънце на 4,6 милиарда години. Моделите предполагат, че тези планети са формирани извън „снежната линия“ на звездата (тази линия, зад която лед и сняг покриват планетата целогодишно). Тогава планетите са мигрирали навътре, като поредица от железопътни вагони.
Сега, когато планетите са много по-близо до звездата, техните атмосфери с ниска плътност трябва да се изпарят в космоса през следващите няколко милиарда години. Използвайки модели на планетарна еволюция, екипът успява да покаже, че Kepler-51 b, най-близката до звездата планета, един ден (след милиард години) ще изглежда като по-малка и по-гореща версия на Нептун, тип планета, която е доста често срещана в целия Млечен път. Изглежда обаче, че Kepler-51 d, който е по-далеч от звездата, ще продължи да бъде планета-чудо с ниска плътност, въпреки че ще се свие, и ще загуби част от атмосфера си.
„Тази система предлага уникална лаборатория за тестване на теориите за ранната еволюция на планетата“, каза Зак Берта-Томпсън от Университета на Колорадо, Боулдър.
Добрата новина е, че не всичко е загубено за определяне на атмосферния състав на тези две планети. Предстоящият космически телескоп „Джеймс Уеб“ на НАСА, със своята чувствителност към по-дълги светлинни инфрачервени дължини на вълната, може да бъде в състояние да надникне през облачните слоеве. Бъдещите наблюдения с този телескоп биха могли да дадат представа от какво всъщност са направени тези планети. Дотогава тези планети остават загадка.
Източник: SciTechDaily
