Astronominė įdomybė. Garuojančios planetos

Egzoplanetų įvairovė, kurią atradome per pastaruosius 25-erius metus, tiesiog stulbina. Nuo superžemių iki karštųjų jupiterių, nuo vandeninių planetų iki planetų prie neutroninių žvaigždžių – Visatoje yra daugybė planetų tipų, kurių Saulės sistemoje nerasime. Viena iš keistų egzoplanetų rūšių – garuojančios planetos.

Šio įrašo nebūtų buvę, jei ne mano rėmėjai Patreon platformoje. Jei manote, kad mano tekstai verti vieno ar kelių dolerių per mėnesį, mane paremti galite ir jūs.

Planeta HD 209458b – pirmoji aptikta garuojanti egzoplaneta. Dailininko vizualizacija, daryta pranešant apie atradimą. Šaltinis: NASA, ESA ir Alfred Vidal-Madjar (Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS)

Pirma garuojanti planeta aptikta dar 2003 metais. Tiksliau sakant, planeta aptikta 1999 metais, bet tik po ketverių metų nustatyta, jog jos atmosfera yra elipsinė ir išsipūtusi tris kartus didesniu spinduliu, nei pati planeta. Tai yra dujinė milžinė HD 209458b, kurią nuo jos žvaigždės skiria vos septyni milijonai kilometrų – dvidešimt kartų mažiau, nei Žemę nuo Saulės. Jos išoriniai sluoksniai įkaitę tiek, kad sparčiai pabėga nuo planetos ir suformuoja uodegą už jos. Per sekundę planeta netenka maždaug 10-100 tūkstančių tonų dujų; palyginus su planetos mases – dviem trečdaliais Jupiterio – tai nėra daug, taigi planeta per savo gyvenimą neišgaruos.


Egzoplanetos HD 209458b atmosferos schema; šalia Jupiteris ir Saulė tuo pačiu masteliu. Vandenilio atmosfera, turinti šiek tiek anglies ir deguonies, gaubia planetą ir sudaro didžiulę uodegą už jos. Šaltinis: NASA, ESA ir A. Feild (STScI)

2012 metų pradžioje paskelbta apie uolinę egzoplanetą Keplerio-1520b, kuri galimai irgi lydosi bei garuoja, kaitinama savo žvaigždės. Ši planeta, kurios masė galbūt tik porą kartų viršija Merkurijaus masę, turėtų visiškai išgaruoti per kelis šimtus milijonų metų. Tiesa, tokia interpretacija nėra iki galo patvirtinta. Kaip bebūtų, planeta tikrai yra ekstremali – aplink žvaigždę vieną ratą ji apsuka per mažiau nei 16 valandų, o paviršius turėtų būti įkaitęs iki 2200 laipsnių ar daugiau.


Keplerio-1520b vizualizacija. Planeta – mažas apskritimas pleišto smaigalyje, o pleištas – jos garai, suformuojantys kometišką uodegą. Šaltinis: NASA/JPL-Caltech

Panašiu metu buvo nagrinėjama, kad žvaigždės vėjas gali nupūsti atmosferą ar egzosferą (nenuolatinį dujų apvalkalą) nuo arti esančių uolinių planetų. Panašus procesas stebimas ir Merkurijuje, taigi šis reiškinys gali būti reikšmingas gerokai toliau nuo žvaigždės, nei planetų garavimas. Visgi egzosferos praradimas nėra tapatus planetos išgaravimui – Žemė irgi praranda atmosferą, bet išgaravimas mums artimiausius kelis milijardus metų negresia.


Saulės vėjo ir planetų sąveikos vizualizacija. Kairėje – Marsas, kuris neturi globalios magnetosferos, todėl palyginus sparčiai netenka atmosferos. Dešinėje – Žemė, kurios magnetosfera apsaugo planetą nuo didžiausio Saulės vėjo poveikio. Šaltinis: NASA/GSFC

Vėliau stebėjimai vis gerėjo, taigi pavyko detaliau išnagrinėti garuojančių planetų savybes. Jos turi uodegas, panašias į kometų – nieko keisto, nes kometos irgi garuoja dėl to, kad jas įkaitina žvaigždės spinduliuotė. Uodegos stebėjimai kartais leidžia lengviau ištirti planetos atmosferos sudėtį. Pavyzdžiui, planetos WASP-69b uodegoje užfiksuotas helis – tai buvo pirmas kartas, kai helis aptiktas egzoplanetos atmosferoje. Dar vienas svarbus atradimas: būtent atmosferos garavimas greičiausiai nulemia, kodėl arti žvaigždžių randame tik dviejų tipų planetas – uolines arba milžines. Tarpinio dydžio planetos, panašios į Neptūną, būdamos taip arti žvaigždės gana sparčiai netenka atmosferos ir iš jų lieka tik uolinis branduolys. Ateityje panašių atradimų bus ir daugiau, jie papildys vis gerėjantį supratimą apie planetų formavimąsi ir evoliuciją.


Neptūno dydžio planetų šalia žvaigždžių praktiškai nebūna. Šaltinis: NASA, ESA ir A. Feild (STScI)

Deja, kol kas tiesiogiai pamatyti garuojančių planetų neturime galimybės. Ir greičiausiai neturėsime dar ne vieną dešimtmetį: garuojančios planetos pagal apibrėžimą egzistuoja tik labai arti žvaigždžių, taigi net jei iš principo galėtume užfiksuoti jų ar jų uodegų skleidžiamą spinduliuotę, visi šie spinduliai pradingtų žvaigždės šviesoje. Bet tai netrukdo tyrinėti ir vis geriau suprasti, kaip tokios planetos gali atrodyti.

Laiqualasse

Leave a Reply

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *