Alles hiljuti arvasime, et meie päikesesüsteem on prototüüp, mille järgi tuleks ehitada ka teisi planeedisüsteeme. Me arvasime, et planeete on kahte klassi: tahked maailmad, mis on koondunud sisemistesse piirkondadesse, ja kaugemal asuvad gaasigigandid. Alates 1990ndatest hakkasime teiste tähtede läheduses planeete avastama ja siis saime teada, et meie päikesesüsteem pole täiesti normaalne. Sel nädalal avaldamiseks vastuvõetud uues dokumendis üritasid kaks Columbia ülikooli astrofüüsikut välja selgitada, miks.
Selgub, et väikeste tahkete planeetide olemasolu sisemises päikesesüsteemis ja suured gaasihiiglased välimises osas pole täiesti normaalne. Gaasihiiglasi ja kiviseid planeete leidub kõikjal ning suurtel planeetidel on täpselt samasugused võimalused olla oma tähele lähemal kui väikestel. Meie leitud planeedid on näidanud, et miski ei takista gaasigigantidel muutumist "kuumaks Jupiteriks", veelgi enam - nad teevad seda üsna sageli. Teine üllatus on veelgi üllatavam ja selle eest tasub NASA Kepleri kosmosevaatluskeskuse teedrajavat tööd. Ehkki Maa suurused tahked maailmad - nii suuremad kui ka väiksemad - on sama levinud kui Neptuuni ja Jupiteri suurused maailmad, on olemas kolmas klass planeete, mis on kõige tavalisem. Maa ja Neptuuni suuruste vahel on üks variant, mille me kahe silma vahele jätsime: supermaa (või minineptuun). Ja nagu selgus, on super-Maa suurem kui ükski teine planeet.
Esimene tekkinud küsimus: miks on see hämmastavate maailmade klass nii tihedalt asustatud? Kuid kui meie tähtede lähedal asuvate planeetide moodustumiste mudelid paranesid, hakkasime nägema, et koos ellujäänud planeetidega ilmnes sujuv levik. Liiga vähe massiivsed maailmad olid reeglina teiste kehade neelatud, välja visatud või Päikesesse visatud. Kui planeedi mass kasvas, suurenes ka nende ellujäämise tõenäosus. Mida massilisem on maailm - eelistatavalt kolm korda massiivsem kui Maa -, seda tõenäolisemalt haarab tema gravitatsiooniline tõmme selle vesinikku ja heeliumi. Need vahepealsed massimaailmad peaksid asuma kuskil kiviste planeetide ja gaasigigantide vahel. Kuid kui otsite üha massiivsemaid maailmu, näete, et neid on üha vähem. Universum ei sünnita ülemäära palju massiivseid maailmu lihtsalt sellepärast, et sellel on toorainet. Ainuüksi Jupiteri moodustamiseks oleks vaja 317 meie planeeti.
Kui meie arusaam planeediharidusest paranes, tekkisid meil sisulised küsimused. Kui supermaad olid kõige levinumad maailmatüübid, siis mis on päikesesüsteemis nii erilist, et meil pole ühtegi supermaad? Valikud on huvitavad, kuid pettumust valmistavad:
- Noored supermaad tekkisid, kuid ei jäänud ellu, võib-olla koos hiiglaslike planeetide rändega välja visatud.
- Kogu sisemine päikesesüsteem, mis tekkis enne Jupiteri väljapoole liikumist, ja tahked maailmad osutusid väikeseks, sest nad tekkisid hilja, kui kogu materjal oli juba kulutatud.
- Meie massiivsed gaasigigandid ja Päike haarasid esimese planeedimoodustava materjali, jättes supermaale võimalust jätta.
Kasutades tõenäosusliku prognoosimise viimaseid arenguid, jõudsid teadlased Chzhinjin Chen ja David Kipping uue, huvitava ja täieliku selgituseni. Võib-olla me eksisime väga.
Reklaamvideo:
Enamasti teadsime planeete vaadeldes kas massi või raadiust, kuid mitte mõlemat parameetrit korraga. Kuid üht parameetrit teadmata on võimatu aru saada, millise maailmaga me tegeleme, kas tahke nagu Maa või gaasiga nagu Neptuun. Kujutage ette kahte täiesti erinevat maailma, millest igaüks on Maast kolm korda massiivsem: ühel on 2,8 Maa massiga tahke südamik, mille ümber on õhuke gaasikest, ja teisel on 1,5 Maa massi ja sama palju gaasi atmosfääris. Esimene planeet sarnaneb Maaga, kuid tegelikult on see super-Maa: suurem, massiivsem ja õhukese atmosfääriga. Teine planeet sarnaneb pigem mini-Neptuuniga: 10 000 kilomeetrit "atmosfääri" tahke pinna kohal igas suunas ja surve pinnale purustab koheselt kõik meile tuttavad elud.
Cheni ja Kippi leiud võimaldavad meil täpselt tõmmata piiri super-Maa ja mini-Neptuuni vahel. Nad esitasid hindamisskeemi, mis ületab kaugelt meie varasemad kohutavad hinnangud. Nende variant:
- Iga maailm, mis kaalub alla 2,0 ± 0,6 Maa, on tõenäoliselt kindel.
- Iga maailm, mis jääb vahemikku 2,0–130 Maa massi, on nagu Neptuun.
- Kõik, mis on rohkem kui 8% meie Päikesest, on täht.
- See on kõik. Teine klassifikatsioon oleks astrofüüsikute sõnul täielik jama.
Samuti ütleb see meile, et enamik maailmu, mida me nimetame "supermaaks", asuvad tegelikult neptuunilaadsete maailmade madala massiga otsas, mis kinnitab pikaajalist kahtlust. Transiidimeetodil leitud planeetide jaoks on tahke maailm, mille mass on 2,0 Maa, raadiusega umbes 25% suurem kui Maa; kui rohkem, on see peaaegu kindlasti massiivse vesinikheeliumkestaga neptuunilaadne maailm.
Ja kas teate, miks meie päikesesüsteemis pole ülimaid? Sest masside korral, mis moodustavad vastavalt 50% ja 40% sellest transiidiläve, on Maa ja Veenus just need super-Maad, mida me otsime: tahked suure massiga planeedid. Järgmine planeetide "klass" on neptuunilaadsed maailmad ja meil on neid kolm.
"Suure hulga avastatud planeetide massiga 2-10 Maa tuuakse sageli tõendiks, et super-Maa on väga levinud ja meie päikesesüsteem osutub ebatavaliseks," kirjutavad autorid. „Kui aga piir maapealse ja Neptuuni maailma vahel nihutatakse kahele maamassile, ei ole Päikesesüsteem enam ebatavaline. Meie definitsiooni järgi on päikesesüsteemi kaheksast planeedist ainult kolm Neptuuni maailmad, mis on teiste päikesetüüpi tähtede ümbruses kõige tavalisem planeetide tüüp."
Teisisõnu on tõsi, et meie päikesesüsteemis pole kahe kuni kümne Maa massi vahel ühtegi planeeti ja see iseenesest on haruldane. Kuid see pole parim viis planeetide klassifitseerimiseks; nad on lihtsalt osa Neptuuni maailmade hulgast ja meil on neid kolm. Selgub, et eksisime supermaade puudumise probleemi osas täiesti valesti. Kui me seda õigesti kaalume, siis on kaks huvitavat järeldust: see, mida me nimetasime supermaaks, ei tundu üldse Maad ja pole probleemi, sest meie päikesesüsteemis pole midagi kadunud.
ILYA KHEL
