Sizzling Planet Nosūta smagos metālus dziedot starpzvaigžņu telpā

By | marts 16, 2022

Neskaitāmas dīvainas pasaules riņķo ap zvaigznēm aiz mūsu Saules, un dažas no šīm dīvainajām bumbiņām ir tik eksotiskas, ka līdz brīdim, kad tās tika atklātas, to iespējamā eksistence pat nebija iekļuvusi planētu mednieku astronomu mežonīgākajos sapņos. Patiešām, pirmais eksoplaneta novērots orbītā ap zvaigzni, kas ir līdzīga mūsu Saulei, neatšķīrās no nevienas no lielākajām mūsu Saules sistēmas planētām. Šis eksotiskais, milzu sizzler, dublēts 51 Pegasi b-– tagad pazīstams kā Dimidijs– tika atklāts pirms paaudzes, un tas ātri un tuvu riņķoja ap savu zvaigzni grauzdēšanas orbītā. Tāpat kā mūsu pašu Saules sistēmas joslas begemots Jupiters, Dimidijs izrādījās a gāzes gigants pasaulē, taču līdz tās atklāšanai astronomi uzskatīja, ka tādas planētas kā Jupiters var pastāvēt tikai orbītās, kas atrodas tālāk no savām vecākzvaigznēm – aptuveni tur, kur Jupiters mīt mūsu Saules sistēmas ārējā reģionā. Dimidijs bija pirmais karstais Jupiters jāatklāj, taču tas bija tālu no pēdējās — un tas pat neliecina par dīvaināko. Šis nosaukums, iespējams, tiks piešķirts jaunatklātam futbola veidam karstais Jupiters dublēts WASP-121 b, kas ir tik ārkārtīgi karsts, ka nosūta savus atmosfēras “smagos metālus” – piemēram, magniju un dzelzs gāzi -, kas dzied telpā starp zvaigznēm. Šis novērojums ir pirmā reize, kad tiek novēroti tā sauktie “smagie metāli”, kas nozīmē atomu elementi, kas ir smagāki par ūdeņradi un hēliju, izplūstot no karstais Jupiters.

WASP-121 bViņas galvenā zvaigzne ir gan karstāka, gan spožāka par mūsu Sauli. Neparastā planēta ir tik bīstami tuvu savai zvaigznei, ka tās atmosfēras augšējo slāņu temperatūra paaugstinās līdz 4600 grādiem pēc Fārenheita. Ultravioletās gaismas sprādziens no mātes zvaigznes uzsilda mocītās planētas augšējos atmosfēras slāņus, kā rezultātā magnija un dzelzs gāze nonāk kosmosā. Novērojumi, ko veikuši astronomi, izmantojot Habla kosmiskais teleskops (HST) Attēlveidošanas spektrogrāfs atklāja magnija un dzelzs spektrālos parakstus tālu, tālu prom no čukstošās milzu planētas. Vēl ļaunāk, planēta ir tik tuvu savai zvaigznei, ka tā drīzumā tiks saplēsta zvaigznes gravitācijas plūdmaiņu spēki. Patiešām, nežēlīgie un nerimstošie gravitācijas spēki ir tik spēcīgi, ka tie ir mainījuši planētas formu no sfēras uz futbolu. The WASP-121 sistēma atrodas gandrīz 900 gaismas gadu attālumā no Zemes.

Novērojumi par WASP-121 b pārstāv pirmo reizi, kad “smagie metāli” ir atklāti bēgot no a karstais Jupiters. Parasti, karstie Jupiters iekšpusē joprojām ir pietiekami vēss, lai smagākus atomu elementus kondensētu mākoņos. Bet tas tā nav ar degšanu WASP 121 b. Smagie metāli ir redzēti citās karstie Jupiters pirms tam, bet tikai zemākajos atmosfēras slāņos. Tātad jūs nezināt, vai viņi bēg vai nē. Ar WASP 121 bmēs redzam magnija un dzelzs gāzi tik tālu no lidmašīnas, ka tās nav saistītas ar gravitāciju,” 2019. gada 1. augusta izdevumā skaidroja doktors Deivids Sings. NASA preses relīze. Dr. Sings, kurš ir no Džona Hopkinsa universitātes Baltimorā, Merilendā, ir jaunā pētījuma vadošais pētnieks.

Ultravioletā gaisma, kas izplūst no mātes zvaigznes, silda atmosfēras augšējos slāņus un palīdz smagie metāli bēgt no savas putojošās saimniekplanētas telpā starp zvaigznēm. Arī izplūstošā magnija un dzelzs gāze var palielināt temperatūru, saka Dr. Sing pievienots. “Šīs metāli padarīs atmosfēru necaurredzamāku ultravioletajā starojumā, kas varētu veicināt atmosfēras augšējo slāņu uzkaršanu,” viņš turpināja atzīmēt.

Diemžēl nomocītā grauzdošā planēta tik cieši apskauj savu vecāku zvaigzni, ka tā ir uz plīsuma robežas. “Mēs izvēlējāmies šo planētu, jo tā ir tik ekstrēma. Mēs domājām, ka mums ir iespēja redzēt smago elementu aizbēgšanu. Ir tik karsts un tas ir tik labvēlīgs novērojumam, ka tas ir labākais risinājums, lai atrastu tā klātbūtni smagie metāli. Mēs galvenokārt meklējām magniju, bet citu eksoplanetu atmosfērā ir bijušas dzelzs piezīmes. Tomēr bija pārsteigums to skaidri redzēt datos un tik lielā augstumā tik tālu no planētas. The smagie metāli daļēji aizbēg tāpēc, ka planēta ir tik liela un uzpūsta, ka tās gravitācija ir salīdzinoši vāja. Šī planēta tiek aktīvi atņemta no tās atmosfēras,” 2019. gada 1. augustā turpināja skaidrot Dr. Sings. NASA preses relīze.

Saskaņā ar astronomu lietoto terminoloģiju a metāls attiecas uz jebkuru atomu elementu, kas ir smagāks par hēliju. Tādējādi atomu elementus, piemēram, skābekli, oglekli un neonu, astronomi klasificē kā metāli. Termiņš metāls astronomiem ir atšķirīga nozīme nekā ķīmiķiem.

Dīvaini dzirkstošie gāzes milži

Karsts Jupiters eksoplanetas atšķiras no jebkuras no lielākajām planētām ap mūsu Sauli. Pirms sākotnējā atklājuma 1995. gadā astronomi domāja, ka gāzes milzu planētas, piemēram, Jupiters un Saturns, var piedzimt tikai tālu no saviem zvaigžņu vecākiem, planētu sistēmu vēsākajos ārējos reģionos. Atšķirībā no Jupitera un Saturna, šie milzīgie gāzveida grauzdētāji tik cieši apskauj savas mātes-zvaigznes, ka parasti tām ir vajadzīgas mazāk nekā trīs dienas, lai pabeigtu vienu orbītu. Tas nozīmē, ka viena šo tālo eksotisko pasauļu puslode vienmēr ir vērsta pret savu zvaigžņu vecāko, bet otra seja vienmēr ir pagriezta prom — ietīta nemainīgā mūžīgās tumsas apvalkā.

Šī iemesla dēļ dienas puse a karstais Jupiters ir ievērojami karstāks nekā tā nakts pusē – un, protams, karstākais apgabals no visiem ir reģions, kas ir vistuvāk tās spilgtajai mātes zvaigznei. Tiek uzskatīts, ka karstie Jupiters Viņus arī mocīja spēcīgi vēji, kas plosās austrumu virzienā tuvu to ekvatoriem. Tas dažreiz var pārvietot karsto reģionu austrumu virzienā.

Pēc pārsteidzošā un vēsturiskā atklājuma Dimidijs, ātri tika ierosinātas jaunas teorijas, lai izskaidrotu šo zvaigznēm aptverošo gāzes gigantu eksistenci. Daži planētu medību astronomi izteica domu, ka šīs eksotiskās, svilinošās pasaules patiešām ir gigantiski sārti akmeņi. Tomēr citi planētu zinātnieki ierosināja, ka tās patiešām ir gāzes milzu planētas, kas dzimušas aptuveni 100 reižu tālāk no savām zvaigznēm. Diemžēl šīs neveiksmīgās pasaules tika sūtītas kliedzot pret saviem ugunīgajiem zvaigžņu vecākiem gandrīz sadursmes ar citām brālīgām planētām vai, alternatīvi, viņu pašu zvaigznes bināro zvaigžņu pavadoņa gravitācijas dēļ.

Par to liecina arī cita teorija, kas ir izstrādāta karstie Jupiters sākotnēji dzimuši kā savu planētu sistēmu ārējo daļu iemītnieki — attālumā, kas līdzīgs Jupitera attālumam mūsu Saules ģimenē. Diemžēl šīs milzu planētas pakāpeniski zaudēja enerģiju destruktīvas mijiedarbības ar tām dēļ protoplanetārie akrecijas diski. Šie virpuļojošie diski sastāv no gāzes un putekļiem, un tie riņķo ap jaunām zvaigznēm, taču tie kalpo arī kā planētu mazuļu dzimtene. Jaundzimušo gāzes giganti šādas mijiedarbības rezultātā sāk spirāli tuvoties savu planētu sistēmu siltiem un labi apgaismotajiem iekšējiem reģioniem – tuvāk savu zvaigžņu gravitācijas apskāvieniem. Diemžēl šī migrācija nozīmē, ka ceļojošā planēta ir lemta bojāejai, un tai ir lemts piedzīvot vardarbīgu un šausmīgu galu, kad tā ienirst savu zvaigžņu vecāku rūkošajās ugunīs.

Šūpojošs karstie Jupiters ir daudzveidīga partija, kurai tomēr piemīt dažas svarīgas kopīgas īpašības:

– Pēc definīcijas viņiem visiem ir īss orbītas periods ap saviem zvaigžņu vecākiem.

– Viņiem visiem ir lielas masas.

–Daudzas no tām ir zema blīvuma.

–Lielākajai daļai ir apļveida orbītas ap zvaigznēm.

Papildus, karstie Jupiters parasti nav atrodami orbītā ap maziem sarkanās pundurzvaigznes– kuras ir visbagātākās, kā arī mazākās, patiesās zvaigznes, kas apdzīvo mūsu Piena Ceļa galaktikā. Turklāt daudzas no šīm eksotiskajām grauzdējošām planētām ir apņemtas ar ārkārtēju un dīvainu atmosfēru, kas rodas to īso orbitālo periodu dēļ.

Karstie Jupiteri parasti ir biežāk riņķojošas F un G tipa zvaigznes, bet retāk tiek novērotas riņķo ap K veida zvaigznes.

Karsts, futbola formas korpuss Karsts Jupiters

Dr. Sing un viņa kolēģi izmantoja HST attēlveidošanas spektrogrāfs medīt, izmantojot ultravioleto gaismu, lai iegūtu magnija un dzelzs spektrālo parakstu. Šis paraksts tiktu uzdrukāts uz zvaigžņu gaismas, filtrējot cauri WASP-121b atmosfēru, jo priekšā pagāja tālā pasaule (tranzītā) tās vecāku zvaigznes spilgtā seja.

Šī karstā un dīvainas formas citplanētiešu planēta ir arī ideāls NASA gaidāmās planētas mērķis. Džeimsa Veba kosmiskais teleskops (JWST). The JWST būs iespēja meklēt infrasarkano gaismu, norādot uz ūdens un oglekļa dioksīda klātbūtni, un tos abus var redzēt garākos, sarkanākos viļņu garumos. Kombinācija no HST un JWST attēli sniegtu astronomiem pilnīgāku ķīmisko elementu uzskaiti, kas veido futbola formas planētas atmosfēru.

The WASP-121 b pētījums ir daļa no Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury (PanCET) aptauja, kas ir HST programma, kuras mērķis ir nomedīt 20 eksoplanetaskuru izmērs ir no superzemes (vairākas reizes pārsniedz mūsu planētas masu) līdz Jupitera masai (vairāk nekā 100 reizes lielāka par mūsu planētas masu). Šis būs pirmais liela mēroga ultravioleto, redzamo un infrasarkano staru salīdzinošais pētījums par tālu citplanētiešu pasaulēm.

Novērojumi par WASP-121 b palīdz attīstīt stāstu par to, kā planētas zaudē savu pirmatnējo atmosfēru. Kad planētas piedzimst, tās satver atmosfēru, kas satur gāzi, kuras izcelsme ir akrecijas diskā, no kura radās planēta un tās galvenā zvaigzne. Šīs agrīnās atmosfēras galvenokārt sastāv no pirmatnējām, vieglākām gāzēm, ūdeņraža un hēlija, kuras abas radās Visuma Lielā sprādziena laikā pirms gandrīz 14 miljardiem gadu, un ir vieglākie un bagātākie no atomu elementiem. Ūdeņradis un hēlijs ir peldēšana klasificēts kā metāli astronomu lietotajā terminoloģijā. Šīs pirmatnējās planētu atmosfēras galu galā izkliedējas, planētas mazulim ceļojot arvien tuvāk un tuvāk savai ugunīgajai, mirdzošajai mātes zvaigznei.

karstie Jupiters pārsvarā ir izgatavoti no ūdeņraža, un Habla ir ļoti jutīgs pret ūdeņradi, tāpēc mēs zinām, ka šīs planētas var salīdzinoši viegli zaudēt gāzi. Bet gadījumā, ja WASP-121 būdeņraža un hēlija gāze izplūst gandrīz kā upe un velk tos metāli ar viņiem. Tas ir ļoti efektīvs masas zaudēšanas mehānisms,” 2019. gada 1. augustā paskaidroja Dr. Sings. NASA preses relīze.

Šī pētījuma rezultāti ir publicēti 2019. gada 1. augusta tiešsaistes izdevumā Astronomijas žurnāls.

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta.