Dar visai neseniai manėme, kad mūsų Saulės sistema yra prototipas, pagal kurį turėtų būti statomos kitos planetos sistemos. Manėme, kad yra dvi planetų klasės: tvirti pasauliai, kuriuos randame susitelkę interjere, ir dujų milžinės, esančios toliau. Nuo 1990-ųjų pradėjome aptikti planetas šalia kitų žvaigždžių, tada sužinojome, kad mūsų Saulės sistema nėra visiškai normali. Naujame dokumente, kuris buvo priimtas paskelbti šią savaitę, du Kolumbijos universiteto astrofizikai bandė išsiaiškinti, kodėl.
Pasirodo, kad mažos kietos planetos vidinėje Saulės sistemoje ir dideli dujų milžinai išorėje nėra visiškai normalu. Dujų gigantų ir uolų planetų galima rasti visur, o didžiosios planetos turi lygiai tokias pačias galimybes būti arčiau savo žvaigždės, kaip ir mažos. Mūsų rastos planetos parodė, kad niekas netrukdo dujų gigantams tapti „karštaisiais Jupiteriais“, dar labiau - jie tai daro gana dažnai. Antrasis siurprizas dar labiau stebina, todėl jis vertas NASA kosminės observatorijos „Kepler“novatoriško darbo. Nors tvirti Žemės dydžiai - tiek didesni, tiek mažesni - yra tokie pat įprasti kaip Neptūno ir Jupiterio dydžių pasauliai, yra trečioji planetų klasė, labiausiai paplitusi iš visų. Tarp Žemės ir Neptūno dydžių yra galimybė, kurios nepastebėjome: superžeme (arba mini-neptūnas). Ir kaip paaiškėjo, super žemė yra didesnė už bet kurią kitą planetą.
Pirmasis iškilęs klausimas: kodėl ši nuostabių pasaulių klasė yra taip tankiai apgyvendinta? Tačiau tobulėjant planetų darinių modeliams šalia žvaigždžių, mes pradėjome matyti, kad kartu su išlikusiomis planetomis atsirado sklandus pasiskirstymas. Pasaulius, kurie buvo per mažai masyvūs, paprastai sugėrė, išmetė arba išmetė į Saulę kiti kūnai. Didėjant planetos masei, didėjo ir jų išlikimo tikimybė. Kuo pasaulis masyvesnis - pageidautina, trigubai masyvesnis už Žemę - tuo labiau tikėtina, kad jo gravitacinė trauka apgaubs vandeniliu ir heliu. Šie tarpiniai masiniai pasauliai turėtų būti kažkur tarp uolėtų planetų ir dujų milžinių. Bet jei ieškosite vis masyvesnių pasaulių, pamatysite, kad jų yra vis mažiau. Visata nesudaro per daug masyvių pasaulių vien todėl, kad turi žaliavų. Vien Jupiteriui suformuoti prireiktų 317 mūsų planetų.
Gerėjant supratimui apie planetos švietimą, mums kilo klausimų. Jei superžemės buvo labiausiai paplitęs pasaulių tipas, tai kuo ypatinga Saulės sistema, kad neturime nė vienos superžemės? Variantai yra įdomūs, bet nuviliantys:
- Susiformavusios, bet neišgyvenusios jaunos superžemės galėjo būti išmestos kartu su milžiniškų planetų migracija.
- Visa vidinė Saulės sistema susiformavo prieš Jupiteriui judant į išorę, o kieti pasauliai pasirodė maži, nes jie susiformavo vėlai, kai visa medžiaga jau buvo išleista.
- Mūsų didžiuliai dujų milžinai ir Saulė sugriebė pirmąją planetą sudarančią medžiagą, nepalikdami jokių galimybių superžemei.
Tačiau naudodamiesi naujausiais tikimybinio prognozavimo įvykiais mokslininkai Chzhinjinas Chenas ir Davidas Kipingas pateikė naują, įdomų ir išsamų paaiškinimą. Galbūt mes labai klydome.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Daugeliu atvejų, stebėdami planetas, žinojome arba masę, arba spindulį, bet ne abu parametrus vienu metu. Bet nežinant vieno parametro, neįmanoma suprasti, su kokiu pasauliu mes susiduriame, su tokiu kietu kaip Žemė ar su dujiniu, kaip Neptūnas. Įsivaizduokime du visiškai skirtingus pasaulius, kurių kiekvienas yra trigubai masyvesnis nei Žemė: vienas turi 2,8 Žemės masės tvirtą šerdį su plonu dujų apvalkalu, o kitas - 1,5 Žemės masės ir tiek pat dujų atmosferoje. Pirmoji planeta bus panaši į Žemę, tačiau iš tikrųjų tai yra superžeme: didesnė, masyvesnė ir plonos atmosferos. Antroji planeta bus panašesnė į mini-neptūną: 10 000 kilometrų „atmosferos“virš kieto paviršiaus į visas puses, o slėgis paviršiuje akimirksniu sutriuškins bet kokią mums pažįstamą gyvybę.
Cheno ir Kipingo išvados leidžia tiksliai nubrėžti ribą tarp superžemių ir mini-Neptūno. Jie pateikė vertinimo schemą, kuri gerokai pranoksta ankstesnius mūsų ankstesnius vertinimus. Jų variantas:
- Bet kuris pasaulis, sveriantis mažiau nei 2,0 ± 0,6 Žemės, greičiausiai bus tvirtas.
- Bet kuris pasaulis tarp 2,0 ir 130 Žemės masių bus panašus į Neptūną.
- Viskas, kas masyviau nei 8% mūsų Saulės, bus žvaigždė.
- Tai viskas. Kita klasifikacija, pasak astrofizikų, būtų visiška nesąmonė.
Tai taip pat mums sako, kad dauguma pasaulių, kuriuos vadiname „superžemėmis“, iš tikrųjų yra mažos masės į neptūną panašių pasaulių gale, patvirtindami seniai įtarimą. Planetoms, rastoms tranzito metodu, kietas pasaulis, kurio masė yra 2,0 Žemės, spinduliu bus maždaug 25% didesnis nei Žemė; jei daugiau, tai beveik neabejotinai bus į neptūną panašus pasaulis su didžiuliu vandenilio-helio apvalkalu.
Ir ar žinote, kodėl mūsų Saulės sistemoje nėra superžemių? Nes turint atitinkamai 50% ir 40% šio tranzito slenksčio mases, Žemė ir Venera yra būtent tos superžemės, kurių mes ieškome: tvirtos planetos, turinčios didelę masę. Kita planetų „klasė“bus į neptūną panašūs pasauliai, ir mes turime tris iš jų.
„Daugybė atrastų planetų, kurių masė yra 2–10 Žemės, dažnai nurodomos kaip įrodymai, kad superžemės yra labai paplitusios ir mūsų Saulės sistema pasirodo neįprasta“, - rašo autoriai. „Tačiau jei siena tarp sausumos ir Neptūno pasaulio bus perkelta į 2 sausumos mases, Saulės sistema nebebus neįprasta. Pagal mūsų apibrėžimą tik trys iš aštuonių Saulės sistemos planetų yra Neptūno pasauliai, kurie yra labiausiai paplitęs planetų tipas aplink kitas Saulės tipo žvaigždes “.
Kitaip tariant, tiesa, kad mūsų Saulės sistemoje nėra planetų tarp dviejų ir dešimties Žemės masių, ir tai savaime yra reta. Bet tai nėra geriausias būdas klasifikuoti planetas; jie yra tik dalis Neptūno pasaulių diapazono, o mes turime tris iš jų. Pasirodo, kad mes visiškai klydome dėl superžemių trūkumo problemos. Jei gerai apsvarstysime, bus dvi įdomios išvados: tai, ką mes vadinome superžemėmis, visiškai nepanašu į Žemę ir nėra problemos, nes mūsų Saulės sistemoje nieko neišnyko.
ILYA KHEL
