С тех пор как астрономы подтвердили первую экзопланету в 1995 году, они открыли почти 3900 далеких миров, тысячи из которых все еще ожидают анализа. Эти планеты бывают всех форм и размеров: есть такие, которые раздулись, чтобы быть больше Юпитера, и планеты настолько горячие, что у них есть небеса из испаренного металла, из-за которых идет дождь из лавы. Некоторые из них имеют правильный размер и температуру для хранения жидкой воды и, возможно, жизни, и один из них может быть сделан в основном из алмаза.
Теперь, сообщает Джереми Рем из Science News, мы можем добавить еще одну странную странность в список - планета, образованная в результате массивного столкновения двух планет, создавая небесное тело, которое представляет собой большой металлический шар с каменистой коркой.
Планета является одной из четырех экзопланет, обнаруженных в 2014 году, вращающихся вокруг звезды по имени Кеплер 107 на расстоянии около 1670 световых лет. Когда исследователи решили рассчитать размер и массу планет, они обнаружили что-то необычное. Хотя две самые внутренние планеты, Kepler 107b и Kepler 107c, примерно одинакового размера - примерно в 1, 5 раза больше Земли - их массы совершенно разные: Kepler 107c в три раза плотнее своей сестринской планеты и в 10 раз плотнее Земли,
Кроме того, близнецы Кеплер не соответствуют нормальной схеме формирования планет. Как правило, в первые годы существования солнечной системы существует аккреционный диск из газа и пыли, который вращается вокруг звезды и планеты конденсируются из этого материала. Более плотные, каменистые планеты движутся по орбите ближе к своим звездам, поскольку они состоят из более тяжелых элементов, тогда как менее плотные планеты вращаются дальше. Это потому, что эти легкие планеты обычно состоят из элементов, таких как водород и гелий, которые были бы сорваны солнечными ветрами, если бы они были ближе к звезде. Но Kepler 107c нарушает это правило и выходит за пределы своей более светлой сестринской планеты, Kepler 107b.
«Это дальше от своей звезды [чем Kepler 107b], но он более массивен», - говорит Рем Эрик Лопес, астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. «Это немного странно».
Так что же сделало Kepler 107c такой металлической головкой и почему она кажется не в порядке? Чтобы исследовать этот вопрос, международная группа исследователей собрала более 100 спектроскопических измерений планет вокруг Кеплера 107 с использованием Национального телескопа Галилео на Канарских островах, а затем передала данные в компьютерное моделирование, сообщают Хелен Бриггс и Пол Ринкон на BBC.
Они пришли к нескольким возможностям, которые объясняют, почему Kepler 107c настолько плотен, но расположен дальше от его звезды, которые рассматриваются в статье в журнале Nature Astronomy . Начнем с того, что он сформировался ближе к солнцу, а затем ушел. Также возможно, что бомбардировка более мелких объектов поразила более крупную, более раннюю версию Kepler 107c и сняла большую часть его скалистой внешней оболочки, оставив позади плотное металлическое ядро планеты. Но самый убедительный сценарий - это столкновение двух миров.
Если две каменистые планеты, каждая из которых примерно в 10 раз превосходит массу Земли, а каждая с железным ядром, составляющим около 30 процентов ее массы, врезаются друг в друга на высокой скорости, это может привести к разрыву или испарению большей части каменистого материала и создать отдельную планету с железным ядром. Хотя возможны и другие сценарии, теория столкновений - это идея, которая лучше всего объясняет данные.
В то время как мега-удары между планетами и протопланетами, как полагают, происходят довольно часто по всей вселенной, астрономы никогда не были свидетелями этого события и не нашли доказательств явления за пределами нашей солнечной системы. Если Kepler 107c был создан в результате столкновения, это может помочь нам понять больше о планетарной формации.
«Считается, что гигантские удары сыграли фундаментальную роль в формировании нашей нынешней солнечной системы. Скорее всего, Луна является результатом такого удара, высокой плотностью Меркурия, а большой спутник Плутона Харон, вероятно, был захвачен после гигантского удара, Соавтор Зои Лейнхардт из Университета Бристоля говорит в пресс-релизе. «Но до сих пор мы не нашли никаких свидетельств гигантских воздействий, происходящих в планетных системах за пределами нашей. Если наша гипотеза верна, это соединит общая модель, которую мы имеем для формирования нашей солнечной системы с планетарной системой, которая сильно отличается от нашей ".
Пока эта гипотеза увлекательна, ее будет сложно доказать. Кайман Унтерборн, экзогеолог из Университета штата Аризона, сообщает Rehm в Science News, что это интригующая идея, но на самом деле невозможно экстраполировать данные о мантии и ядре Kepler 107c просто по их плотности. Могут быть и другие вещи, которые мы еще не понимаем.
«Имея плотность планеты, вы можете сказать, каменистая ли она или водянистая, или газообразная», - говорит он. «Но на самом деле понять, насколько велика мантия по сравнению с ядром, довольно сложно», хотя он надеется, что газета «подстегнет некоторые здоровые дебаты о происхождении планет, которые являются довольно странными».
И, вероятно, астрономы скоро будут получать данные о странных экзопланетах. Только в прошлом месяце исследователи выпустили первый поток данных со спутника НАСА следующего поколения, охотящегося за планетами, который был запущен прошлым летом, и набор данных включал 200 потенциальных новых миров, включая те, которые уже кажутся такими же странными, как Kepler 107c.
