Viime aikoihin asti ajattelimme, että aurinkokuntamme on prototyyppi, jota pitkin muita planeettajärjestelmiä tulisi rakentaa. Luulimme, että planeettoja oli kahta luokkaa: kiinteät maailmat, jotka löytyvät sisätiloista, ja kauempana olevat kaasujätit. 1990-luvulta lähtien aloimme havaita planeettoja lähellä muita tähtiä, ja sitten huomasimme, että aurinkokuntamme ei ole täysin normaali. Uudessa paperissa, joka hyväksyttiin julkaistavaksi tällä viikolla, kaksi Columbian yliopiston astrofyysikkoa yritti selvittää miksi.
On käynyt ilmi, että pienet, kiinteät planeetat sisäisessä aurinkokunnassa ja suuret kaasujätit ulkoisessa aurinkokunnassa eivät ole täysin normaalia. Kaasujättejä ja kivisiä planeettoja löytyy kaikkialta, ja suurilla planeetoilla on täsmälleen samat mahdollisuudet olla lähempänä tähtiään kuin pienillä. Löytämämme planeetat ovat osoittaneet, että mikään ei estä kaasujättejä tulemasta "kuumiksi Jupitereiksi", vielä enemmän - he tekevät niin melko usein. Toinen yllätys on vielä yllättävämpi, ja se kannattaa NASA: n Kepler-avaruus observatorion uraauurtavaa työtä. Vaikka maapallon kokoiset kiinteät maailmat - sekä isommat että pienemmät - ovat yhtä yleisiä kuin Neptunuksen ja Jupiterin kokoiset maailmat, on olemassa kolmas luokka planeettoja, yleisin kaikista. Maapallon ja Neptunuksen koon välillä on vaihtoehto, jonka jätimme huomiotta: supermaapallo (tai minineptuuni). Ja kuten kävi ilmi, supermaapallo on suurempi kuin mikään muu planeetta.
Ensimmäinen noussut kysymys: miksi tämä hämmästyttävien maailmojen luokka on niin tiheästi asuttu? Mutta kun tähtien lähellä olevien planeettamuodostumien mallimme paranivat, aloimme nähdä, että elossa olevien planeettojen mukana ilmestyi tasainen jakautuminen. Liian vähän massiiviset maailmat yleensä imeytyivät, heittivät tai heittivät aurinkoon muut elimet. Kun maapallon massa kasvoi, myös niiden selviytymisen todennäköisyys kasvoi. Mitä massiivisempi maailma - mieluiten kolme kertaa massiivisempi kuin maa -, sitä todennäköisemmin sen painovoima ympäröi sen vedyllä ja heliumilla. Näiden välimassamaailmojen tulisi olla jossakin kivisten planeettojen ja kaasujättien välillä. Mutta jos etsit yhä massiivisempia maailmoja, huomaat, että niitä on yhä vähemmän. Maailmankaikkeudessa ei synny liikaa massiivisia maailmoja yksinkertaisesti siksi, että sillä on raaka-aineita. Jupiterin muodostaminen yksin vie 317 planeettamme.
Kun ymmärryksemme planeettakoulutuksesta parani, aloimme kysyä asiasta. Jos supermaapallot olisivat yleisimpiä maailmatyyppejä, niin mitä aurinkokunnassa on niin erikoista, että meillä ei ole yhtä supermaata? Vaihtoehdot ovat mielenkiintoisia, mutta pettymyksiä:
- Muodostuneet nuoret supermaapallot, jotka eivät kuitenkaan selviytyneet, on ehkä heitetty pois jättiläisplaneettojen muuttoliikkeen mukana.
- Koko sisäinen aurinkokunta, joka muodostui ennen Jupiterin siirtymistä ulospäin, ja kiinteät maailmat osoittautuivat pieniksi, koska ne muodostuivat myöhään, kun kaikki materiaali oli jo käytetty.
- Massiiviset kaasujätteemme ja Aurinko tarttuivat ensimmäiseen planeetan muodostavaan materiaaliin, jättäen mahdollisuuden maapallolle.
Tutkijat Chzhinjin Chen ja David Kipping keksivät kuitenkin todennäköisen ennusteen uusinta kehitystä käyttäen uuden, mielenkiintoisen ja täydellisen selityksen. Ehkä olimme väärässä.
Mainosvideo:
Useimmissa tapauksissa, kun havaitsimme planeettoja, tiesimme joko massan tai säteen, mutta emme molempia parametreja samanaikaisesti. Mutta tietämättä yhtä parametria, on mahdotonta ymmärtää millaista maailmaa meillä on tekemisissä kiinteän kaltaisen maan kanssa tai kaasumaisen Neptunuksen kanssa. Kuvittele kahta täysin erilaista maailmaa, joista kukin on kolme kertaa massiivisempi kuin Maan: toisessa on kiinteä ydin, joka on 2,8 Massa-massaa, ympärillä on ohut kaasukuori, ja toisessa on kiinteä ydin, jossa on 1,5 Massaa ja sama määrä kaasua ilmakehässä. Ensimmäinen planeetta on samanlainen kuin Maan, mutta todellisuudessa se on supermaapallo: suurempi, massiivisempi ja ohuempi ilmakehä. Toinen planeetta tulee olemaan pikemminkin kuin minineptuuni: 10000 kilometriä "ilmakehää" kiinteän pinnan yläpuolella kaikkiin suuntiin, ja pintaan kohdistuva paine murskata välittömästi kaikki tuntemamme elämän.
Chenin ja Kipin havainnot antavat meille mahdollisuuden piirtää tarkasti raja supermaapallojen ja mini-Neptunuksen välille. He esittivät luokitusjärjestelmän, joka ylittää huomattavasti aiemmat ennätyksemme. Niiden muunnos:
- Jokainen maailma, joka painaa alle 2,0 ± 0,6 maapalloa, on todennäköisesti kiinteä.
- Mikä tahansa maailma, jonka välillä on 2,0–130 maapalloa, on samanlainen kuin Neptunus.
- Kaikki massiivisempi kuin 8% Aurinkoistamme on tähti.
- Siinä kaikki. Astrofyysikoiden mukaan toinen luokitus olisi täydellinen hölynpöly.
Se kertoo meille myös, että suurin osa maailmoista, joita kutsumme "supermaiksi", sijaitsevat tosiasiallisesti neptunuksen kaltaisten maailmojen pienimassaisessa päässä, mikä vahvistaa pitkäaikaisen epäilyn. Kauttakulkumenetelmällä löydettyjen planeettojen osalta kiinteä maailma, jonka massa on 2,0 maapalloa, on noin 25% suurempi säde kuin Maa; jos enemmän, se on melkein varmasti Neptuunin kaltainen maailma, jossa on massiivinen vety-heliumkuori.
Ja tiedätkö, miksi aurinkokunnassamme ei ole supermaapalloja? Koska massa on 50% ja 40% tästä kauttakynnyksestä, maa ja Venus ovat täsmälleen etsimämme supermaapallot: kiinteät planeetat, joilla on suuri massa. Seuraava planeettojen "luokka" on neptunuksen kaltaisia maailmoja, ja meillä on kolme niistä.
"Suuri määrä löydettyjä planeettoja, joiden massa on 2-10 maapalloa, mainitaan usein todisteina siitä, että supermaapallot ovat hyvin yleisiä ja aurinkokuntamme osoittautuu epätavalliseksi", kirjoittajat kirjoittavat. "Jos kuitenkin raja maanpäällisen ja Neptunian maailman välillä siirretään kahteen maamassaan, aurinkokunta ei ole enää epätavallinen. Määritelmämme mukaan vain kolme aurinkokunnan kahdeksasta planeetasta on Neptunian maailmoja, jotka ovat yleisin planeettatyyppi muiden aurinkotyyppisten tähtien ympärillä."
Toisin sanoen on totta, että aurinkokunnassamme ei ole planeettoja kahden ja kymmenen maapallon välillä, ja se itsessään on harvinaista. Mutta tämä ei ole paras tapa luokitella planeettoja; ne ovat vain osa Neptunian maailmojen valikoimaa, ja meillä on kolme niistä. On käynyt ilmi, että olimme täysin väärässä supermaiden puuttumisongelmassa. Jos pidämme sitä oikein, on kaksi mielenkiintoista johtopäätöstä: se, mitä kutsumme supermaaksi, ei näytä lainkaan maalta, eikä siinä ole ongelmaa, koska aurinkokunnassamme ei ole mitään kadonnut.
ILYA KHEL
