Cerul exoplanetelor apoase sugerează o poveste neașteptată a originii

O lume apoasă aflată la aproximativ 430 de ani lumină de Pământ ar fi putut avea o origine relativ calmă.

Exoplaneta de masă Neptun, HAT-P-26b, are niveluri surprinzător de scăzute de elemente grele în atmosfera sa, ceea ce sugerează că s-a format aproape de stea sa, raportează cercetătorii din 12 mai. Ştiinţă. Acesta este diferit de modul în care s-au format giganții de gheață din sistemul solar al Pământului, Neptun și Uranus, sugerând posibile noi perspective asupra diferitelor moduri în care sistemele planetare își au originea în galaxie.

„Cu observațiile atmosferei exoplanetelor, ne uităm în afară pentru a privi înăuntru”, spune coautorul studiului Hannah Wakeford, astronom la Centrul de zbor spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland.

Oamenii de știință folosesc mai ales simulările pe computer pentru a încerca să înțeleagă cum se formează sistemele planetare. Aceste simulări se bazează, în parte, pe modul în care planetele din sistemul solar al Pământului s-au unit, dar nu este clar cât de comune sunt aceste tipuri de origini planetare. Multe lumi de dimensiunea lui Neptun, de exemplu, au orbite foarte diferite de cele ale giganților de gheață din sistemul Pământului. Dar dacă abundența elementelor grele din atmosferele exoplanetelor din alte sisteme seamănă cu abundența planetelor de masă similară mai aproape de casă, atunci acele exoplanete au fost probabil create în moduri similare.

În sistemul solar al Pământului, planetele mai masive au o abundență mai mică de elemente mai grele decât hidrogenul și heliul. Abundența de elemente grele a lui Neptun este de 100 de ori mai mare decât a soarelui. Jupiter, de 18 ori mai masiv decât Neptun, are doar de cinci ori abundența solară a elementelor grele. Se crede că abundența lui Neptun este mai mare, deoarece s-a format mai departe spre exterior, spre marginea discului de praf și gaz care înconjura tânărul soare. Acolo s-au acumulat roci înghețate, care l-au bombardat pe Neptun și i-au îmbogățit atmosfera cu elemente grele pe măsură ce rocile s-au dezintegrat.

Studiile anterioare asupra a trei exoplanete în sisteme planetare separate au arătat o relație similară între masa unei planete și abundența metalelor grele din atmosfera sa.

Pentru a studia atmosfera unei exoplanete, cercetătorii urmăresc planeta trecând prin fața stelei părinte, blocând o parte din lumina stelei. O fracțiune din această lumină este filtrată de atmosfera planetei, care absoarbe unele lungimi de undă de lumină, dând indicii despre compoziția sa. Cercetătorii care au folosit telescoapele spațiale Hubble și Spitzer pentru a studia atmosfera lui HAT-P-26B au descoperit un semn proeminent de apă în lungimile de undă vizibile și infraroșii. Din acea semnătură, echipa a dedus că abundența atmosferică a metalelor grele a exoplanetei este de doar de patru până la cinci ori mai mare decât cea a soarelui.

O abundență atât de scăzută în comparație cu cea a lui Neptun sugerează că HAT-P-26b s-a format mai aproape de stea sa decât sa făcut Neptun de soare. Acea proximitate ar fi putut proteja exoplaneta de bombardarea bucăților de rocă înghețată. HAT-P-26b, care orbitează în jurul stelei sale în aproximativ patru zile pământești, și-a extras gazul direct de pe discul în care se formau steaua și planetele, spun cercetătorii.

Astrofizicianul Adam Burrows de la Universitatea Princeton spune că rezultatul este o estimare solidă a elementelor grele din atmosfera lui HAT-P-26b. Dar datele nu arată încă în mod concludent HAT-P-26b s-a dezvoltat diferit de giganții de gheață din sistemul solar al Pământului, spune el. Ar fi necesare mai multe date la lungimi de undă suplimentare pentru a descrie cu siguranță istoria HAT-P-26b.