Astronomi

Eksoplanet super-puff

Eksoplanet super-puff


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Super-puff adalah planet bersaiz gergasi gas dengan massa hanya beberapa jisim bumi.

Apa yang menyebabkan planet terbentuk dengan ketumpatan rendah dan mengapa ia jarang berlaku?


Exoplanet & # 8216Super-puff & # 8217 adalah seperti gula-gula kapas kosmik

Artis & # 8217 konsep tiga planet gergasi & # 8220super-puff & # 8221 yang mengorbit bintang Kepler-51. Imej melalui NASA / ESA / L. Hustak / J. Olmsted / D. Player / F. Summers (STScI) / Hubblesite.

Exoplanet & # 8211 planet yang mengorbit bintang jauh & # 8211 terdapat dalam pelbagai saiz, jisim dan komposisi. Sebilangan besar yang ditemui setakat ini sekurang-kurangnya menyerupai planet dalam sistem suria kita sendiri, sama ada besar dan gas atau lebih kecil dan berbatu. Variasi, sejauh ini, lebih kurang berdasarkan dua tema umum tersebut. Tetapi satu lagi jenis planet yang lebih misterius dan eksotik telah dijumpai, yang kelihatan seperti tidak ada dalam sistem suria kita. Ahli astronomi memanggil mereka & # 8220planet super & # 8221 atau planet gula-gula kapas. Mereka lebih ringan (kurang tumpat) daripada planet yang dilihat sebelumnya.

Beberapa dari mereka telah diketahui sejak tahun 2014, tetapi para penyelidik kini dapat melihat tiga planet ini dengan lebih dekat, mengorbit bintang Kepler-51 seperti matahari, yang diperkirakan berjarak 2.600 tahun cahaya. Penemuan menarik dibuat dan diumumkan oleh para saintis yang bekerja dengan Teleskop Angkasa Hubble. Makalah kajian rakan sebaya baru akan diterbitkan tidak lama lagi dalam Jurnal Astronomi.

Dunia pelik ini hampir seukuran Musytari, namun mereka hanya 1/100 besar.

Artis & # 8217 kesan 3 planet Kepler-51 yang diketahui berbeza dengan beberapa planet dalam sistem suria kita sendiri. Imej melalui NASA / ESA / STScI / CU Boulder Hari Ini.

Secara sederhana, planet-planet ini pelik. Sebagai ahli astronomi Jessica Libby-Roberts di University of Colorado Boulder & # 8211 yang mengetuai kajian baru & # 8211 menyatakan:

Astronomer Zachory Berta-Thompson, juga di UC Boulder dan pengarang kajian ini, mengatakan:

Ini adalah contoh ekstrem dari exoplanet secara umum. Mereka memberi kita kesempatan untuk mempelajari dunia yang sangat berbeda dari dunia kita, tetapi mereka juga menempatkan planet-planet di sistem suria kita sendiri ke dalam konteks yang lebih besar.

Ketiga-tiga planet yang mengorbit Kepler-51 pertama kali ditemui pada tahun 2014, dan kurang dari 15 planet permen super puff atau kapas telah dijumpai secara keseluruhan setakat ini. Menurut Berta-Thompson:

Penemuan mereka bertentangan dengan apa yang kami ajar di kelas sarjana.

Gula-gula kapas di ruang angkasa & apakah planet ini kelihatan seperti ini? Tidak, mereka berputar seperti planet lain. Tetapi komposisi mereka yang sangat ringan serupa dengan rasa ringan dan gebu dari karnival gula gula yang popular. Imej melalui CU Boulder Hari Ini.

Planet gula-gula super-puff atau kapas didapati mempunyai ketumpatan yang jauh lebih rendah daripada apa-apa di sistem suria kita, kurang daripada 0.1 gram per sentimeter padu isipadu & # 8211 hampir sama dengan gula-gula kapas, oleh itu nama panggilannya. Malah Saturnus ringan, yang secara teori dapat mengapung di dalam air, masih jauh lebih padat daripada dunia ini. Seperti yang dikatakan oleh Libby-Roberts:

Kami tahu mereka berketumpatan rendah. Tetapi apabila anda membayangkan bola permen kapas bersaiz Musytari & # 8211 yang mempunyai ketumpatan yang sangat rendah.

Para penyelidik ingin mengkaji planet & atmosfera # 8217. Tetapi bukannya memiliki atmosfera yang telus, planet-planet tersebut dijumpai oleh kabut atau awan legap. Libby-Roberts berkata:

Ini pasti membuat kita berebut untuk membuat apa yang boleh berlaku di sini. Kami menjangkakan akan menemui air, tetapi kami tidak dapat melihat tandatangan molekul apa pun.

Planet gergasi gas Saturnus seperti yang dilihat di ekuinoks oleh kapal angkasa Cassini. Ketumpatannya sangat rendah sehingga secara teorinya dapat mengapung di dalam air. Tetapi planet super puff mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada itu. Imej melalui NASA / JPL / Institut Sains Angkasa / Atlantik.

Planet-planet nampaknya terdiri daripada gas hidrogen dan helium ringan, yang diliputi oleh lapisan jerebu metana yang tebal. Ini akan menjadikan atmosfer mereka menyerupai Titan bulan Saturnus & # 8217s, yang juga diselimuti oleh kabut metana tebal. Libby-Roberts menambah:

Sekiranya anda memukul metana dengan cahaya ultraviolet, ia akan membentuk jerebu. Ringkasnya Titan.

Tetapi para penyelidik juga melihat sesuatu yang lain mengenai planet-planet ini. Mereka cepat & # 8211 bercakap secara kosmologi, bagaimanapun & # 8211 kehilangan bahan ke ruang angkasa. Ini bermaksud bahawa mereka mungkin tidak mengekalkan ciri-ciri seperti permen kapas mereka lebih lama daripada satu miliar tahun ke depan, kerana ukurannya terus menyusut. Bahagian dalam planet kehilangan berbilion tan bahan ke angkasa setiap saat. Akhirnya, dunia ini mungkin kelihatan seperti mini-Neptunus, jadi mereka mungkin berada dalam fasa sementara evolusi planet. Libby-Roberts berkata:

Orang benar-benar berjuang untuk mengetahui mengapa sistem ini kelihatan sangat berbeza daripada sistem lain. Kami cuba menunjukkan bahawa, sebenarnya, ia kelihatan seperti beberapa sistem lain.

Keanehan mereka datang dari kenyataan bahawa kita melihat mereka pada satu masa dalam perkembangan mereka di mana kita jarang mendapat peluang untuk memerhatikan planet. Sistem ini menawarkan makmal yang unik untuk menguji teori evolusi planet awal.

Jessica Libby-Roberts di University of Colorado Boulder mengetuai kajian baru itu. Imej melalui University of Colorado Boulder.

Para saintis masih mahu menentukan planet & komposisi atmosfera sebenar. Teleskop Angkasa James Webb NASA & # 8217 yang akan datang mungkin dapat melakukan itu, kerana kepekaannya terhadap cahaya panjang gelombang yang panjang bermakna ia mungkin mengintip lapisan awan dalam. Sehingga itu, planet-planet ini adalah misteri yang menggiurkan, memberikan petunjuk baru bagaimana planet berkembang, walaupun planet gergasi yang serupa & # 8211 tetapi tidak sama seperti ringan & # 8211 di sistem suria kita sendiri.

Intinya: Pemerhatian baru mengenai eksoplanet & # 8220super-puff & # 8221 oleh Teleskop Angkasa Hubble telah memberi para saintis lebih banyak petunjuk mengenai dunia yang penuh misteri dan aneh ini.


& # 8220Super puff & # 8221 exoplanet adalah sebesar Musytari tetapi 10 kali lebih ringan, membingungkan para astronom

Kira-kira 212 tahun cahaya dari Bumi, cahaya raksasa gas yang cukup untuk dijuluki sebagai & # 8220super-puff & # 8221 atau & # 8220c Cotton candy & # 8221 planet berputar sangat dekat dengan bintang tuan rumahnya. Exoplanet ini sangat ringan, ia meninggalkan para astronom yang mempersoalkan semua perkara yang sebelumnya kita ketahui mengenai bagaimana gergasi gas terbentuk.

Exoplanet super-puff ini, yang dikenali sebagai WASP-107b, berukuran sama dengan Musytari, tetapi hanya sekitar sepersepuluh jisim - atau kira-kira 30 kali lebih besar daripada Bumi. Menurut kajian baru yang diterbitkan pada Isnin di The Astronomical Journal, jisim intinya jauh lebih kecil daripada ahli astronomi yang difikirkan perlu untuk penciptaan planet gergasi gas seperti Musytari dan Saturnus.

Penemuan itu, dibuat oleh Ph.D. pelajar Caroline Piaulet di bawah pengawasan profesor Björn Benneke di University of Montreal, menunjukkan bahawa gergasi gas terbentuk dengan lebih mudah daripada yang dipercayai sebelumnya.

& # 8220 Kajian ini mendorong batasan pemahaman teori kami tentang bagaimana planet bersaiz gergasi terbentuk. WASP-107b adalah salah satu planet paling enak di luar sana, dan kami memerlukan penyelesaian kreatif untuk menerangkan bagaimana inti kecil ini dapat membina sampul gas yang begitu besar, & # 8221 kata rekan penulis Eve Lee dalam satu kenyataan.

WASP-107b bukan penemuan baru - para astronom pertama kali mengesannya dalam buruj Virgo pada tahun 2017. Planet ini sangat dekat dengan bintangnya, lebih dari 16 kali lebih dekat daripada Bumi ke matahari, melengkapkan satu orbit setiap 5.7 hari.

WASP-107b adalah salah satu saintis eksoplanet paling padat yang pernah ditemui. Mereka mempunyai julukan jenis planet yang serupa - raksasa gas dengan kepadatan gula-gula kapas - super-puff.

Untuk mencari planet yang mengejutkan, ahli astronomi mengkaji pemerhatian yang diperoleh di Balai Cerap Keck di Hawaii. Mereka menggunakan teknik yang disebut kaedah kecepatan radial, yang mengkaji gerakan goyangan bintang & bintang 8217 yang disebabkan oleh tarikan graviti planet & # 8217s, untuk menghitung jisim.

Para saintis terkejut membuat kesimpulan bahawa teras pepejal WASP-107b mempunyai jisim yang tidak lebih dari empat kali ganda dari Bumi, yang bermaksud lebih daripada 85% jisimnya berpunca dari lapisan gas tebal yang mengelilingi inti. Ini adalah pemecahan yang berbeza secara dramatik dari Neptunus, yang mempunyai jisim yang sama tetapi hanya 5% hingga 15% daripadanya dalam lapisan gasnya.

Berdasarkan pengetahuan mereka tentang Musytari dan Saturnus, para saintis sebelumnya percaya bahawa inti padat sekurang-kurangnya 10 kali jisim Bumi diperlukan untuk memperoleh cukup gas untuk membentuk planet gergasi gas. WASP-107b mencabar teori itu.

& # 8220Kerjaan ini membahas asas-asas bagaimana planet gergasi dapat terbentuk dan tumbuh, & # 8221 kata Benneke. & # 8220Ia memberikan bukti konkrit bahawa penambahan sampul surat gas boleh dicetuskan untuk teras yang jauh lebih besar daripada yang difikirkan sebelumnya. & # 8221

Lee berpendapat bahawa, & # 8220Senario yang paling masuk akal adalah bahawa planet ini terbentuk jauh dari bintang, di mana gas dalam cakera cukup sejuk sehingga pertambahan gas dapat terjadi dengan sangat cepat. Planet ini kemudian dapat berhijrah ke kedudukannya sekarang, baik melalui interaksi dengan cakera atau dengan planet lain dalam sistem. & # 8221

Semasa mempelajari planet ini, pasukan itu menemui satu yang lain dalam sistem yang sama, WASP-107c. Ia mempunyai massa sekitar satu pertiga dari Musytari dan memerlukan tiga tahun untuk mengorbit bintang tuan rumahnya sekali.

Planet orbit berbentuk bujur planet ini menunjukkan bahawa hipotesis astronomi & # 8217 baru berada di landasan yang betul.

& # 8220WASP-107c, dalam beberapa aspek, menyimpan ingatan tentang apa yang berlaku dalam sistemnya, & # 8221 kata Piaulet. & # 8220Eksentrisinya yang hebat mengisyaratkan masa lalu yang agak huru-hara, dengan interaksi antara planet-planet yang boleh menyebabkan perpindahan yang ketara, seperti yang disyaki WASP-107b. & # 8221

Pasukan ini berharap dapat terus mengkaji planet aneh dengan pelancaran Teleskop Angkasa James Webb tahun ini.

gambar sepanduk: Penyampaian artistik eksoplanet WASP-107b dan bintangnya, WASP-107. Sebilangan cahaya bintang & # 8217s melalui lapisan gas diperluas eksoplanet & # 8217s. ESA / HUBBLE, NASA, M. KORNMESSER


Exoplanet ‘super-puff’ meletakkan cincin di atasnya

"Bengkak" yang jelas dari beberapa eksoplanet mungkin disebabkan oleh cincin seperti Saturnus, dan bukannya sampul gas seperti yang difikirkan sebelumnya. Itulah pandangan ahli astronomi Anthony Piro di Carnegie Institution for Science dan Shreyas Vissapragada di California Institute of Technology, AS, yang sampai pada kesimpulan ini setelah mensimulasikan peralihan beberapa eksoplanet "super-puff". Analisis mereka memperlihatkan dua eksoplanet seperti itu sebagai calon yang mungkin mempunyai cincin - penemuan yang dapat disahkan setelah pelancaran Teleskop Angkasa James Webb (JWST) yang akan datang.

Ketika senarai eksoplanet yang diketahui berkembang, ahli astronomi mengenal pasti jumlah badan yang bertambah yang nampaknya memiliki radius yang sangat besar, memandangkan jisimnya yang relatif rendah. Dijuluki "super-puff", planet-planet berketumpatan ultra rendah ini biasanya sejuk secara anomali, dan dijumpai dalam sistem bintang dengan usia yang berbeza-beza - yang bermaksud bahawa kebanyakan dari mereka mungkin bukan hanya planet muda yang belum terbentuk sepenuhnya .

Untuk menjelaskan objek-objek misterius ini, beberapa ahli astronomi telah mengusulkan bahawa mereka dikelilingi oleh sampul gas tebal. Sekiranya ini berlaku, sampul ini diharapkan dapat meninggalkan penurunan penyerapan yang pelbagai dalam spektrum cahaya bintang yang melaluinya. Walau bagaimanapun, spektrum super-puff yang diperhatikan setakat ini tidak dapat dilihat.

Tidak begitu bengkak

Piro dan Vissaptragada mengemukakan penjelasan yang berbeza. Pada pandangan mereka, sesak napas sebenarnya tidak bengkak, tetapi dikelilingi oleh cincin. Cincin ini meredupkan cahaya bintang inang planet ketika mereka melintas di antara bintang dan pemerhati di Bumi, mewujudkan ilusi eksoplanet dengan radius yang jauh lebih besar. Mereka menguji teori ini dengan mensimulasikan pengamatan Saturnus yang melintasi Matahari, dari perspektif sistem bintang yang jauh. Ini menunjukkan bahawa Saturnus akan kelihatan setengah padat seperti sebenarnya jika cincinnya tidak diperhitungkan.

Duo ini juga mensimulasikan transit berbagai puff super terkenal, bertujuan untuk menentukan apakah pemerhatian transit dapat diputarbelitkan oleh cincin. Mereka mendapati bahawa hipotesis mereka sesuai dengan transit beberapa eksoplanet, tetapi tidak semuanya: memandangkan jarak dekat dengan bintang tuan rumah mereka, banyak badan perlu mempunyai cincin berbatu yang lebih berat dan bukannya ais, yang akan membatasi cincin ' jejari. Di samping itu, planet-planet perlu berputar cukup pantas untuk mengelakkan melengkung di gelang mereka - tetapi ini sering terhalang oleh penguncian pasang surut dengan bintang tuan rumah.

Kesan ini tidak menolak setiap planet yang dipertimbangkan oleh duo ini. Daripada eksoplanet yang mereka analisis, Piro dan Vissaptragada menyimpulkan bahawa Kepler 87c dan 177c mempunyai peluang terbaik untuk muncul bengkak kerana cincin. Mengesahkan ini akan memerlukan teknik fotometrik yang lebih tepat daripada yang ada sekarang, tetapi pengukuran yang lebih baik ini harus berada dalam jangkauan JWST yang telah lama ditunggu-tunggu, yang kini dijadualkan untuk dilancarkan pada bulan Mac 2021. Sekiranya ramalan tersebut disahkan, mereka dapat meningkatkan astronomi pemahaman tentang bagaimana sistem planet terbentuk dan berkembang.


Bukti menunjukkan beberapa kepingan super mungkin berbentuk exoplanet

Transit planet berdering dan lekukan cahaya yang dihasilkan. Panel atas menunjukkan contoh gambar yang dipertimbangkan untuk perhitungan transit dengan planet ini pada tujuh kedudukan yang berbeza. Panel tengah menunjukkan transit yang dihasilkan (dinormalisasi ke fluks bintang) dengan titik-titik yang sesuai dengan setiap posisi planet yang ditunjukkan di panel atas. Bahagian bawah menunjukkan perbezaan antara transit berdering dan bintang telanjang dengan luas permukaan yang sama. Kredit: arXiv: 1911.09673

Sepasang penyelidik dari Observatori Carnegie Institution for Science dan California Institute of Technology telah melaporkan bukti bahawa beberapa eksoplanet super-puff mungkin berbentuk eksoplanet. Anthony Piro dan Shreyas Vissapragada telah menulis makalah yang menerangkan teori mereka dan bukti yang menyokongnya dan telah menyiarkannya di pelayan pracetak arXiv.

Seperti yang dicatat oleh Piro dan Vissapragada, para saintis angkasa telah menemui sejumlah eksoplanet dalam beberapa tahun kebelakangan ini dengan pelbagai atribut. Satu kumpulan tersebut disebut "super-puff," kerana mereka mempunyai radius yang sangat besar untuk massa mereka, dan dengan itu kepadatan yang sangat rendah. Eksoplanet seperti itu nampaknya mempunyai atmosfera yang sangat luas tanpa penjelasan. Apa yang saintis aneh tentang mereka adalah bahawa mereka nampaknya tidak rentan terhadap penyejatan foto. Piro dan Vissapragada menunjukkan bahawa ini kerana mereka sama sekali tidak memiliki atmosfer yang luas, mereka mempunyai cincin seperti Saturnus.

Para penyelidik melaporkan bahawa mereka datang ke teori mereka ketika mempertimbangkan bagaimana rupa Saturnus kepada para saintis angkasa dari dunia yang jauh jika mereka tidak tahu mengenai cincin itu - mereka mendapati bahawa makhluk asing seperti itu mungkin akan melihat planet ini hanya mempunyai separuh daripadanya ketumpatan sebenar. Itu membuat mereka bertanya-tanya apakah beberapa eksoplanet yang dijumpai, seperti super-puff, mungkin mempunyai ketumpatan yang salah perhitungan kerana cincin orbit.

Para penyelidik memulakan dengan mempertimbangkan kemungkinan sifat eksoplanet dengan cincin. Mereka menyatakan bahawa eksoplanet yang dekat dengan bintangnya akan mempunyai cincin berbatu, kerana ais akan mencair. Juga, sebilangan eksoplanet tidak dapat membentuk cincin yang cukup lebar untuk mengubah anggaran ketumpatan kerana batu-batu yang jauh mungkin bergumpal, membentuk bulan. Seterusnya, mereka menggunakan andaian mereka untuk membuat simulasi yang menunjukkan seperti apa planet yang berdering seperti kita ketika mereka melintasi bintang mereka. Mereka melaporkan bahawa simulasi mereka menunjukkan bahawa beberapa puff super dapat dilingkari sebagai eksoplanet. Mereka mencadangkan bahawa data baru dari Teleskop Angkasa James Webb, yang akan dilancarkan pada tahun 2012, mungkin mengesahkan teori mereka.


& # 8220Super-Puff & # 8221 Exoplanets Aren & # 8217t Seperti Apa Yang Kita & # 8217Dapatkan dalam Sistem Suria

Kajian mengenai planet luar solar benar-benar meletup dalam beberapa tahun kebelakangan. Pada masa ini, ahli astronomi telah dapat mengesahkan kewujudan 4,104 planet di luar Sistem Suria kita, dengan 4900 lagi sedang menunggu pengesahan. Kajian mengenai banyak planet ini telah mengungkap banyak perkara mengenai kemungkinan planet di Alam Semesta kita dan mengajar kita bahawa terdapat banyak planet yang tidak ada analog dalam Sistem Suria kita.

Sebagai contoh, terima kasih kepada data baru yang diperoleh oleh Teleskop Angkasa Hubble, ahli astronomi telah mengetahui lebih lanjut mengenai kelas exoplanet baru yang dikenali sebagai & # 8220super-puff & # 8221 planet. Planet-planet di kelas ini pada dasarnya adalah gergasi gas muda yang setandingnya dengan Musytari tetapi mempunyai jisim yang hanya beberapa kali lebih besar daripada Bumi. Ini mengakibatkan atmosfer mereka mempunyai kepadatan gula-gula kapas, oleh itu nama panggilan yang menggembirakan!

Satu-satunya contoh planet ini yang diketahui terdapat dalam sistem Kepler 51, bintang muda seperti Matahari yang terletak kira-kira 2.615 tahun cahaya di buruj Cygnus. Dalam sistem ini, tiga eksoplanet telah disahkan (Kepler-51 b, c, dan d) yang pertama kali dikesan oleh Teleskop Angkasa Kepler pada tahun 2012. Namun, tidak sampai tahun 2014 ketumpatan planet-planet ini telah disahkan, dan ia sangat mengejutkan.

Ketiga-tiga planet raksasa yang mengorbit Kepler 51 seperti Matahari berbanding dengan beberapa planet di sistem suria kita. Kredit: NASA, ESA, dan L. Hustak dan J. Olmsted (STScI)

Walaupun gergasi gas ini mempunyai atmosfer yang terdiri daripada hidrogen dan helium dan berukuran sama dengan Musytari, mereka juga berukuran lebih kurang seratus kali lebih ringan dari segi jisim. Bagaimana dan mengapa atmosfer mereka melonjak seperti yang mereka lakukan tetap menjadi misteri, tetapi hakikatnya sifat atmosfer mereka menjadikan planet super-puff sebagai calon utama untuk analisis atmosfera.

Itulah yang ingin dilakukan oleh pasukan astronomi antarabangsa & # 8211 yang diketuai oleh Jessica Libby-Roberts dari Pusat Astrofizik dan Astronomi Angkasa (CASA) di University of Colorado, Boulder & # 8211. Menggunakan data dari Hubble, Libby-Roberts dan pasukannya menganalisis spektrum yang diperoleh dari atmosfer Kepler-51 b dan d untuk melihat komponen apa (termasuk air) yang ada.

Ketika planet-planet ini melintas di depan bintang mereka, cahaya yang diserap oleh atmosferanya diperiksa pada panjang gelombang inframerah. Yang mengejutkan pasukan, mereka mendapati spektrum kedua-dua planet ini tidak mempunyai tanda tangan kimia yang jelas. Ini disebabkan oleh adanya awan kristal garam atau bahaya fotokimia di atmosfera mereka.

Oleh itu, pasukan bergantung pada simulasi komputer dan alat lain untuk berteori bahawa planet Kepler-51 kebanyakannya hidrogen dan helium secara besar-besaran, yang ditutupi oleh jerebu tebal yang terdiri daripada metana. Ini serupa dengan apa yang berlaku di atmosfer Titan & # 8217 (bulan terbesar Saturnus & # 8217), di mana atmosfera nitrogen yang dominan mengandungi awan gas metana yang mengaburkan permukaannya.

Artis & ilustrasi planet gergasi gas yang baru ditemui GJ 3512b, yang mengelilingi bintang kerdil merah. Kredit: Guillem Anglada-Escude — IEEC / Science-wave, menggunakan SpaceEngine.org (CC BY 4.0)

& # 8220Ini sama sekali tidak dijangka, & # 8221 kata Libby-Roberts. & # 8220Kami telah merancang untuk memerhatikan ciri penyerapan air yang besar, tetapi mereka tidak berada di sana. Kami tidak diingini! & # 8221 Walau bagaimanapun, awan ini memberi pasukan gambaran berharga tentang bagaimana Kepler-51 b dan d dibandingkan dengan eksoplanet berjisim rendah dan kaya gas lain yang diperhatikan oleh ahli astronomi. Seperti yang dijelaskan oleh Libby-Roberts dalam kenyataan akhbar CU Boulder:

"Kami tahu mereka berketumpatan rendah. Tetapi apabila anda membayangkan sebiji gula-gula kapas berukuran Musytari & # 8211 yang mempunyai ketumpatan yang sangat rendah & # 8230 Ia pasti menyuruh kita berebut-rebut untuk membuat apa yang mungkin berlaku di sini. Kami menjangkakan akan menemui air, tetapi kami tidak dapat melihat tanda-tanda molekul apa pun. "

Pasukan ini juga dapat mengekang ukuran dan jisim planet ini dengan lebih baik dengan mengukur kesan masa mereka. Di semua sistem, sedikit perubahan berlaku pada orbit planet & # 8217s kerana tarikan gravitasi mereka, yang dapat digunakan untuk memperoleh massa planet & # 8217s. Keputusan pasukan & # 8217s bersetuju dengan anggaran sebelumnya untuk Kepler-51 b sementara anggaran untuk Kepler-51 d menunjukkan bahawa ia sedikit kurang besar (aka. Puffier) ​​daripada yang difikirkan sebelumnya.

Pasukan ini juga membandingkan spektrum dua super-puff dengan planet-planet lain dan memperoleh hasil yang menunjukkan bahawa pembentukan awan / jerebu dikaitkan dengan suhu planet. Ini menyokong hipotesis bahawa semakin sejuk planet ini, semakin mendung, yang merupakan sesuatu yang difikirkan oleh ahli astronomi berkat penemuan eksoplanet baru-baru ini.

Planet Neptunian Mini berukuran kira-kira 1.5 hingga 4 kali lebih besar dari ukuran Bumi dan mempunyai inti berbatu dan cangkang gas bengkak dengan ketebalan yang berbeza-beza. Kredit: Geoff Marcy

Terakhir, tetapi tidak kurang pentingnya, pasukan memerhatikan bahawa kedua Kepler-51 b dan d nampaknya kehilangan gas dengan cepat. Sebenarnya, pasukan menganggarkan bahawa planet sebelumnya (yang paling dekat dengan bintang induknya) membuang puluhan bilion tan bahan ke ruang angkasa setiap saat. Sekiranya trend ini berterusan, planet-planet akan menyusut dengan ketara dalam beberapa bilion tahun ke depan dan boleh menjadi Neptunus mini.

Dalam hal ini, ini menunjukkan bahawa exoplanet tidak begitu biasa, bagaimanapun, bahawa Neptunus mini nampaknya sangat biasa. Ini juga menunjukkan bahawa ketumpatan rendah planet super-puff dikaitkan dengan usia sistem. Walaupun Sistem Suria berusia sekitar 4,6 miliar tahun, Kepler-51 telah ada selama hampir 500 juta tahun.

Model planet yang digunakan oleh pasukan menunjukkan bahawa planet kemungkinan terbentuk di luar Kepler-51s Frost Line & # 8211 sempadan di mana unsur-unsur tidak stabil akan membeku & # 8211 dan kemudian berhijrah ke dalam. Oleh itu, daripada menjadi planet ganjil, Kepler-51 b dan d mungkin merupakan contoh pertama yang dilihat oleh ahli astronomi salah satu jenis planet yang paling biasa di Alam Semesta kita pada peringkat awal pembangunan.

Seperti yang dijelaskan oleh Zach Berta-Thompson (penolong profesor APS dan pengarang bersama penyelidikan baru), ini menjadikan Kepler-51 sebagai & # 8220 makmal unik & # 8221 untuk menguji teori evolusi planet awal:

"Ini adalah contoh ekstrem dari exoplanet secara umum. Mereka memberi kita peluang untuk mempelajari dunia yang sangat berbeza dari dunia kita, tetapi mereka juga menempatkan planet-planet di tata surya kita sendiri ke dalam konteks yang lebih besar. "

Ilustrasi Teleskop Angkasa James Webb NASA & # 8217s. Kredit: NASA

Di masa depan, penggunaan instrumen generasi akan datang seperti Teleskop Angkasa James Webb (JWST) akan membantu para astronom meneliti suasana planet Kepler-51 dan puff super lain. Terima kasih kepada kepekaan JWST & # 8217s terhadap panjang gelombang inframerah yang lebih panjang, kita mungkin dapat melihat awan padatnya dan menentukan dari mana sebenarnya & # 8220cotton-candy & # 8221 planet ini terdiri.

Ini juga bulu lain di topi yang dihormati Hubble, yang telah beroperasi secara berterusan selama kira-kira tiga puluh tahun sekarang (sejak Mei 1990) dan terus menerangkan mengenai misteri kosmik! Adalah tepat bahawa ia masih membuat penemuan yang akan menjadi subjek siasatan susulan oleh James Webb, pengganti kerohaniannya.

Kajian yang memperincikan penyelidikan pasukan & # 8217 baru-baru ini muncul dalam talian dan akan muncul dalam Jurnal Astrofizik.


Pembentukan misteri WASP-107b

Dengan menggunakan data Keck, pasukan melakukan analisis untuk mengenal pasti struktur dalaman planet ini. Mereka sampai pada kesimpulan yang mengejutkan bahawa mesti ada teras kukuh yang tidak lebih dari empat kali jisim Bumi. Ini bermakna lebih daripada 80% jisimnya berasal dari lapisan gasnya yang padat. Untuk meletakkan ini dalam perspektif, Neptune, analog sistem suria ketika berjisim, hanya memperoleh 10% dari jisimnya dari lapisan gas di sekitarnya!

W. M. Keck Observatory di Hawaii - Kredit Gambar: Lagu Warren Metcalf / HDR oleh Universal-Sci

Kenyataan bahawa WASP-107b sangat ringan secara semula jadi menimbulkan persoalan tambahan. Bagaimana mungkin bahawa eksoplanet sekecil itu terbentuk sama sekali? Dan mengapa ia tidak kehilangan lapisan gasnya yang sangat besar memandangkan jarak dekat dengan bintang tuan rumahnya? Model kontemporari untuk pembentukan gas-gergasi didasarkan pada gergasi gas biasa yang terdapat di sistem suria kita sendiri seperti Saturnus. Hipotesisnya adalah bahawa inti sekurang-kurangnya sepuluh kali jisim Bumi diperlukan untuk mengumpulkan cukup gas dari cakera pembentuk planet awal yang mengelilingi sebuah bintang.

Profesor Eve Lee, pihak berkuasa terkenal mengenai eksoplanet super-puff, menyatakan dalam wawancara bahawa terdapat beberapa hipotesis, yang paling masuk akal adalah bahawa eksoplanet itu memulakan hidupnya jauh dari bintang tuan rumahnya. Menurut Lee, gas dalam cakera pembentuk planet cukup dingin sehingga penumpukan gas dapat terjadi jauh lebih cepat pada jarak yang lebih jauh. WASP-107b akan berpindah ke pusat sistem bintangnya di kemudian hari, mungkin berikutan interaksi dengan planet lain atau dengan cakera pembentuk planet itu sendiri.


Eksoplanet 'super-puff' dengan ketumpatan gula-gula kapas ditemui

Ahli astronomi telah menemui sejumlah eksoplanet "super-puff" dalam sistem bintang Kepler 51 yang setebal permen kapas.

Dengan menggunakan data dari Teleskop Angkasa Hubble, para penyelidik mendapati kurang daripada 15 planet yang hampir sama besar dengan Musytari, tetapi mempunyai ketumpatan yang sangat rendah, pada kurang daripada 100 kali jisim gergasi gas atau kurang dari 0.1 gram per sentimeter padu.

"Mereka sangat pelik," kata penulis utama kajian itu, Jessica Libby-Roberts, dalam satu kenyataan.

Penggambaran artis mengenai sistem bintang Kepler 51. (Kredit: NASA / ESA / STScI)

"Ini adalah contoh ekstrem dari yang luar biasa mengenai eksoplanet pada umumnya," kata Zachory Berta-Thompson, salah seorang pengarang bersama kajian itu. "Mereka memberi kita kesempatan untuk mempelajari dunia yang sangat berbeda dari dunia kita, tetapi mereka juga menempatkan planet-planet di tata surya kita sendiri ke dalam konteks yang lebih besar."

Tiga eksoplanet "super-puff" dalam sistem Kepler 51 adalah "bertentangan dengan apa yang kita ajar di kelas sarjana," tambah Berta-Thompson.

Sistem Kepler 51 berjarak sekitar 2.400 tahun cahaya dari Bumi dan berusia sekitar 500 juta tahun. Tahun cahaya, yang mengukur jarak di angkasa, sama dengan 6 trilion batu.

Dengan menggunakan Hubble, para penyelidik juga berusaha melihat atmosfera planet, tetapi menghadapi masalah, kerana atmosfera itu legap, bukannya telus.

"Ini pasti menyuruh kita berebut untuk menemukan apa yang mungkin terjadi di sini," lanjut Libby-Roberts. "Kami menjangkakan akan menemui air, tetapi kami tidak dapat melihat tanda-tanda molekul apa pun."

Tiga planet Kepler 51 dibandingkan dengan ukuran planet dari sistem suria kita. (Kredit: NASA / ESA / STScI)

Libby-Roberts dan penyelidik lain berteori bahawa eksoplanet kemungkinan besar terdiri daripada hidrogen dan helium, menggunakan simulasi komputer. Mungkin juga ia diliputi oleh "kabut tebal yang terbuat dari metana," yang membuat mereka mengingatkan pada bulan Saturnus, Titan.

"Sekiranya anda memukul metana dengan sinar ultraviolet, ia akan membentuk jerebu," kata Libby-Roberts. "Singkatnya Titan." Pada bulan Jun, NASA melancarkan misi yang akan menjelajah Titan, yang berpotensi menjadi tuan rumah kehidupan luar angkasa.

Para penyelidik juga mendapati bahawa eksoplanet kehilangan gas dengan cepat, dengan yang paling dalam dari ketiga eksoplanet itu menganggarkan "puluhan miliar tan bahan ke ruang angkasa setiap detik." Sekiranya tren itu berlanjutan, planet-planet ini dapat menyusut jauh dalam satu miliar tahun ke depan dan mungkin kelihatan serupa dengan exoplanet "mini-Neptunus".

"Orang-orang telah benar-benar berjuang untuk mengetahui mengapa sistem ini kelihatan sangat berbeza daripada sistem lain," kata Libby-Roberts. "Kami berusaha menunjukkan bahawa, sebenarnya, ia seperti sistem-sistem lain."

"Sebilangan besar keanehan mereka datang dari kenyataan bahawa kita melihat mereka pada satu masa dalam perkembangan mereka di mana kita jarang mendapat kesempatan untuk mengamati planet-planet," Berta-Thompson setuju.

Penyelidikan ini, yang akan diterbitkan dalam The Astronomical Journal, boleh dibaca di sini.


Planet 'super-puff' seperti yang lain

Jisim inti eksoplanet raksasa WASP-107b jauh lebih rendah daripada yang difikirkan perlu untuk membina sampul gas besar yang mengelilingi planet gergasi seperti Musytari dan Saturnus, yang ditemui oleh ahli astronomi di Universit & # 233 de Montr & # 233al.

Penemuan menarik oleh Ph.D. pelajar Caroline Piaulet dari UdeM's Institute for Research on Exoplanets (iREx) menunjukkan bahawa planet gergasi gas terbentuk jauh lebih mudah daripada yang dipercayai sebelumnya.

Piaulet adalah sebahagian daripada pasukan penyelidikan inovatif profesor astrofizik UdeM Bj & # 246rn Benneke yang pada tahun 2019 mengumumkan pengesanan pertama air di sebuah eksoplanet yang terletak di zon bintangnya yang dapat dihuni.

Diterbitkan hari ini di Jurnal Astronomi dengan rakan-rakan di Kanada, A.S., Jerman dan Jepun, analisis baru struktur dalaman WASP-107b "mempunyai implikasi besar," kata Benneke.

"Karya ini membahas asas-asas bagaimana planet raksasa dapat terbentuk dan tumbuh," katanya. "Ini memberikan bukti konkrit bahawa penambahan sampul surat gas secara besar-besaran dapat dicetuskan untuk teras yang jauh lebih besar daripada yang difikirkan sebelumnya."

Sebesar Musytari tetapi 10 kali lebih ringan

WASP-107b pertama kali dikesan pada tahun 2017 di sekitar WASP-107, bintang sekitar 212 tahun cahaya dari Bumi dalam buruj Virgo. Planet ini sangat dekat dengan bintangnya - lebih dari 16 kali lebih dekat daripada Bumi dengan Matahari. Sebesar Jupiter tetapi 10 kali lebih ringan, WASP-107b adalah salah satu eksoplanet paling padat yang diketahui: jenis yang astrofizik telah dijuluki sebagai planet "super-puff" atau "cotton-candy".

Piaulet dan pasukannya pertama kali menggunakan pemerhatian WASP-107b yang diperoleh di Balai Cerap Keck di Hawai'i untuk menilai jisimnya dengan lebih tepat. Mereka menggunakan kaedah kecepatan radial, yang memungkinkan para saintis menentukan jisim planet dengan memerhatikan pergerakan bintang inangnya yang bergoyang akibat tarikan graviti planet ini. Mereka menyimpulkan bahawa jisim WASP-107b adalah kira-kira sepersepuluh dari Musytari, atau kira-kira 30 kali ganda dari Bumi.

Pasukan itu kemudian melakukan analisis untuk menentukan struktur dalaman planet yang paling mungkin. Mereka sampai pada kesimpulan yang mengejutkan: dengan ketumpatan rendah seperti itu, planet ini mesti mempunyai teras yang kuat tidak lebih dari empat kali jisim Bumi. Ini bermakna lebih daripada 85 peratus jisimnya termasuk dalam lapisan tebal gas yang mengelilingi teras ini. Sebagai perbandingan, Neptune, yang mempunyai jisim yang serupa dengan WASP-107b, hanya mempunyai 5 hingga 15 peratus daripada jumlah jisimnya dalam lapisan gasnya.

"Kami mempunyai banyak pertanyaan mengenai WASP-107b," kata Piaulet. "Bagaimana mungkin planet dengan kepadatan rendah seperti itu? Dan bagaimana ia dapat mencegah lapisan gasnya yang besar melarikan diri, terutama memandangkan planet ini dekat dengan bintangnya?

"Ini mendorong kita untuk melakukan analisis menyeluruh untuk menentukan sejarah pembentukannya."

Raksasa gas dalam pembuatannya

Planets form in the disc of dust and gas that surrounds a young star called a protoplanetary disc. Classical models of gas-giant planet formation are based on Jupiter and Saturn. In these, a solid core at least 10 times more massive than the Earth is needed to accumulate a large amount of gas before the disc dissipates.

Without a massive core, gas-giant planets were not thought able to cross the critical threshold necessary to build up and retain their large gas envelopes.

How then do explain the existence of WASP-107b, which has a much less massive core? McGill University professor and iREx member Eve Lee, a world-renowned expert on super-puff planets like WASP-107b, has several hypotheses.

"For WASP-107b, the most plausible scenario is that the planet formed far away from the star, where the gas in the disc is cold enough that gas accretion can occur very quickly," she said. "The planet was later able to migrate to its current position, either through interactions with the disc or with other planets in the system."

Discovery of a second planet, WASP-107c

The Keck observations of the WASP-107 system cover a much longer period of time than previous studies have, allowing the UdeM-led research team to make an additional discovery: the existence of a second planet, WASP-107c, with a mass of about one-third that of Jupiter, considerably more than WASP-107b's.

WASP-107c is also much farther from the central star it takes three years to complete one orbit around it, compared to only 5.7 days for WASP-107b. Also interesting: the eccentricity of this second planet is high, meaning its trajectory around its star is more oval than circular.

"WASP-107c has in some respects kept the memory of what happened in its system," said Piaulet. "Its great eccentricity hints at a rather chaotic past, with interactions between the planets which could have led to significant displacements, like the one suspected for WASP-107b."

Beyond its formation history, there are still many mysteries surrounding WASP-107b. Studies of the planet's atmosphere with the Hubble Space Telescope published in 2018 revealed one surprise: it contains very little methane.

"That's strange, because for this type of planet, methane should be abundant," said Piaulet. "We're now reanalysing Hubble's observations with the new mass of the planet to see how it will affect the results, and to examine what mechanisms might explain the destruction of methane."

The young researcher plans to continue studying WASP-107b, hopefully with the James Webb Space Telescope set to launch in 2021, which will provide a much more precise idea of the composition of the planet's atmosphere.

"Exoplanets like WASP-107b that have no analogue in our Solar System allow us to better understand the mechanisms of planet formation in general and the resulting variety of exoplanets," she said. "It motivates us to study them in great detail."

"WASP-107b's density is even lower: a case study for the physics of gas envelope accretion and orbital migration," by Caroline Piaulet et al., was posted today in the Jurnal Astronomi. DOI: 10.3847/1538-3881/abcd3c. In addition to Piaulet (iREx Ph.D. student, Université de Montréal) and professors Björn Benneke (iREx, Université de Montréal) and Eve Lee (iREx, McGill Space Institute, McGill University), the research team includes Daniel Thorngren (iREx Postdoctoral Fellow, Université de Montréal) and Merrin Peterson (iREx M.Sc student), and 19 other co-authors from Canada, the United States, Germany and Japan.

Penafian: AAAS dan EurekAlert! tidak bertanggungjawab untuk ketepatan siaran berita yang disiarkan ke EurekAlert! dengan menyumbang institusi atau untuk penggunaan maklumat melalui sistem EurekAlert.


Astronomers Probe Mysteries of ‘Super Puff’ Planet

(CN) — Scientists exploring space revealed Monday that gas-giant planets such as Jupiter and Saturn form more easily than previously thought.

Researchers at the Université de Montréal found that the core mass of WASP-107b, a giant exoplanet, is much lower than scientists thought necessary to create the immense gas envelope surrounding it and other super-sized planets.

Discovered by Ph.D. student Caroline Piaulet of UdeM’s Institute for Research on Exoplanets, the finding, published in the Astronomical Journal, is based on new analysis of WASP-107b’s internal structure.

Piaulet is part of the research team led by UdeM astrophysics professor Björn Benneke that detected water on an exoplanet located in its star’s habitable zone in 2019.

“This work addresses the very foundations of how giant planets can form and grow,” Benneke said. “It provides concrete proof that massive accretion of a gas envelope can be triggered for cores that are much less massive than previously thought.”

Known as a “super-puff” planet to astrophysicists, WASP-107b is an exoplanet that was first detected in 2017 around WASP-107, a star more than 200 light years from Earth. The planet, which is as big as Jupiter but 10 times lighter, exists near its star at a distance that is 16 times closer than the Earth is to the Sun.

Conducting their work at the Keck Observatory in Hawaii, Piaulet and her team first assessed the mass of WASP-107b using the radial velocity method, which determines a planet’s mass by measuring the wobble of its host star due to the planet’s gravitational pull. Researchers concluded that the mass of WASP-107b is about one-tenth that of Jupiter, or about 30 times that of Earth.

Next, Piaulet and her colleagues determined that WASP-107b’s internal structure must have a solid core of no more than four times the mass of Earth, making about 85% of the planet’s mass included in the thick layer of gas that surrounds this core. By comparison, Neptune has a similar mass to WASP-107b but no more than 15% of its total mass resides in its gas layer.

“We had a lot of questions about WASP-107b,” Piaulet said. “How could a planet of such low density form? And how did it keep its huge layer of gas from escaping, especially given the planet’s close proximity to its star?”

Such questions motivated researchers to analyze WASP-107b’s formation history.

Planets form in the layer of dust and gas surrounding a young star. Historical models of gas-giant planet formation are based on Jupiter and Saturn, where a solid core massive enough to dwarf Earth is needed to build up enough gas before the disc dissipates.

Without a massive core, scientists assumed that gas-giant planets could not create and retain their large gas envelopes. Until Piaulet’s discovery about WASP-107b, that is.

“For WASP-107b, the most plausible scenario is that the planet formed far away from the star, where the gas in the disc is cold enough that gas accretion can occur very quickly,” said fellow researcher Eve Lee of McGill University. “The planet was later able to migrate to its current position, either through interactions with the disc or with other planets in the system.”

The research team also included Daniel Thorngren and Merrin Peterson, as well as 19 other co-authors from Canada, the United States, Germany and Japan.

Mysteries still surround WASP-107b, inspiring Piaulet to continue studying the planet. Future analysis could involve the soon-to-launch James Webb Space Telescope, providing a more precise idea of the planet’s atmosphere.

“Exoplanets like WASP-107b that have no analogue in our solar system allow us to better understand the mechanisms of planet formation in general and the resulting variety of exoplanets,” Piaulet said. “It motivates us to study them in great detail.”

During the research, Piaulet and her colleagues made a second discovery: a second planet named WASP-107c with a mass considerably denser than its sister planet. But this planet operates differently, existing much farther from the central star and following a trajectory more ovular than circular.

“WASP-107c has in some respects kept the memory of what happened in its system,” Piaulet said. “Its great eccentricity hints at a rather chaotic past, with interactions between the planets which could have led to significant displacements, like the one suspected for WASP-107b.”


Tonton videonya: THE TNA SUPER PUFF. PROS u0026 CONS, DO YOU NEED IT? (Disember 2022).