בחלל יש שם אקסופלאנט יוצא דופן גליזה 3470 ב '(GJ 3470 ב.) זה עולם מוזר, דומה כמו הכלאה בין כדור הארץ לנפטון. יש לו גרעין סלעי כמו כדור הארץ, אך הוא מוקף באטמוספרה העשויה מימן והליום. שילוב זה אינו דומה לשום דבר במערכת השמש שלנו.
כוכב הלכת מקיף כוכב גמד אדום בשם גליז 3470, בקונסטלציה של סרטן. GJ 3470 ב הוא בערך 12.6 המוני כדור הארץ, כלומר הוא בערך באמצע הדרך בין כדור הארץ לנפטון במסה. (נפטון הוא בערך 17 המוני כדור הארץ.)
בזכות משימת קפלר, אנו יודעים שיש הרבה טווחי מרחב טווח המוני זה. ייתכן שעד 80% מכוכבי הלכת נופלים בטווח זה, אם כי משימות אקסופלאנט עתידיות ללא ספק יבהירו זאת. עד כה האסטרונומים לא הביטו היטב באווירה של אחד מכוכבי הלכת הללו, ולכן היווצרותם היא קצת תעלומה.
טלסקופי החלל האבל וטלסקופ החלל שפיצר התחברו להתבונן מקרוב באווירה של GJ 3470 b, וזו הפעם הראשונה שאסטרונומים הצליחו לזהות את טביעת האצבע הכימית של האווירה של כוכב לכת כזה. מה שהם מצאו זה שלכוכב הלכת יש אטמוספרה קדומה כמעט קדומה של מימן והליום, ללא שום יסודות כבדים יותר.
וזה מציג קצת תעלומה.
"אין לנו דבר כזה במערכת השמש, וזה מה שהופך את זה למרביץ."
Björn Benneke מאוניברסיטת מונטריאול בקנדה
חצי כוכב, חצי כוכב?
GJ 3470 b, עם האטמוספירה שלו של מימן והליום, דומה יותר לכוכב מאשר כוכב לכת במובנים מסוימים. השמש שלנו היא 73% מימן, והשאר כמעט כולו הליום. רק חלק זעיר מהשמש הוא יסודות כבדים יותר כמו חמצן, ניאון, ברזל ופחמן. ענקיות הגז יופיטר ושבתאי הם בעיקר מימן והליום, אך הם מכילים גם תרכובות אחרות כמו מתאן ואמוניה, וכן יסודות כבדים יותר. תרכובות אלה נעדרות כמעט ב- GJ 3470 ב.
"זו תגלית גדולה מנקודת המבט של התפתחות כדור הארץ. כוכב הלכת מקיף קרוב מאוד לכוכב והוא הרבה פחות מסיבי מיופיטר - פי 318 ממסת כדור הארץ - אך הצליח להשיג את אווירת המימן / הליום הקדמונית שהיא "בלתי מזוהמת" ברובם על ידי גורמים כבדים יותר ", אמר Björn Benneke מאוניברסיטת מונטריאול בקנדה, בהודעה לעיתונות של נאס"א. "אין לנו דבר כזה במערכת השמש, וזה מה שהופך את זה למרביץ."
האסטרונומים שמאחורי עבודה זו שילבו בין יכולות אורך הגל של שני הטלסקופים החלליים כדי לקבל מבט טוב על האווירה של GJ 3470 b. הם עשו זאת על ידי מדידת ספיגת אור הכוכבים בזמן שהאקסופלאנט עבר לפני הכוכב המארח שלה. הם גם מדדו את אובדן האור המשתקף עם חלוף האקסופלאנט אחרי הכוכב. בסך הכל צפו זוג הטלסקופים בחלל 12 מעברים ו 20 ליקוי חמה.
אסטרונומים משתמשים בספקטרוסקופיה כדי לזהות את טביעות האצבע הכימיות של מימן והליום באטמוספירה, ואופי האטמוספירה של כדור הארץ איפשר את כל זה. זה ברור בעיקר עם מעט אובך, כלומר הם הצליחו להביט לעומק האווירה. "לראשונה יש לנו חתימה ספקטרוסקופית של עולם כזה," אמר בנקה.
אבל הספקטרוסקופיה הזו חשפה משהו לא צפוי. האסטרונומים חשבו שהם ימצאו הרכב כימי דומה לכוכב הלכת נפטון, עם יסודות כבדים יותר כמו חמצן ופחמן. במקום זאת הם מצאו אווירה שדמתה לשמש.
"... מצאנו אטמוספרה כל כך דלה באלמנטים כבדים עד שהרכבה דומה להרכב העשיר במימן / הליום של השמש."
BJÖRN BENNEKE של אוניברסיטת המונטריאל בקנדה
"ציפינו לאווירה שהועשרה מאוד באלמנטים כבדים יותר כמו חמצן ופחמן שיוצרים אדי מים ושופך בשפע, בדומה למה שאנחנו רואים בנפטון," אמר בנקה. "במקום זאת מצאנו אטמוספרה כל כך ענייה באלמנטים כבדים עד שהרכבה דומה להרכב העשיר במימן / הליום של השמש."
Piecing It Together
כעת, לאחר שהאסטרונומים קיבלו טיפול טוב באווירת האקסופלאנט, בזכות הכוח המשולב של האבל וטלסקופי החלל שפיצר, הם יכולים להתחיל להבין כיצד נוצר כוכב לכת מוזר זה.
GJ 3470 b מנוגדת בצורה חדה לזוגי Exoplanets אחרים. אסטרונומים חושבים כי exoplanets אחרים, למשל צדק חם, נוצרים במרחק גדול מהשמש שלהם ואז נודדים פנימה. אבל אסטרונומים חושבים שהאקסופלאנאט הזה נוצר קרוב מאוד לכוכב הגמדי האדום שלו, קרוב למקום בו הוא ממוקם היום.
ככל הנראה הוא נוצר כאובייקט סלעי זעיר בתחילה, עטוף במרכז הדיסק הפרוטופלאטרי, בערך באותה תקופה בה נוצר הכוכב. זה היה אוסף, או מצטבר, את האווירה שלו מאותו חומר קדמוני בדיסק שממנו נוצר הכוכב. וזה יסביר את אווירת המימן / הליום שלו, ומדוע חסרים בו יסודות כבדים יותר.
"זו תגלית גדולה מנקודת מבט של התפתחות כדור הארץ."
BJÖRN BENNEKE של אוניברסיטת המונטריאל בקנדה
"אנו רואים חפץ שהצליח להבריח מימן מהדיסק הפרוט-פלנטרי אך לא ברח להפוך לצדק חם", אמר בנקה. "זהו משטר מסקרן."
מה שאולי קרה הוא שזה עדיין הוסיף חומר מהדיסק, אבל הכוכב צמח מהר יותר, והדיסק התפוגג. זה מנע מ- GJ 3470 B להתגבר ולהיות יותר דומה לענקי הגז במערכת השמש שלנו, עם אלמנטים כבדים יותר באטמוספרה שלהם.
לעת עתה, כאן עומדת ההבנה שלנו של אקס-פלנט מוזר ומסקרן זה. אבל ברגע שטלסקופ החלל ג'יימס ווב (JWST) פועל, הוא יספר לנו יותר.
JWST הוא טלסקופ חלל רב עוצמה שיכול לראות את האינפרא אדום ברגישות חסרת תקדים. היא תוכל לחקור את האווירה של GJ 3470 b, ושל exoplanets אחרים, ולחשוף דברים שטרם נראו. בפרט, היא תבחין באורכי גל שהופכים אובך ערמומי כמעט שקוף.
ואז ההבנה שלנו של כל האקסופלאנטים, ולא רק זו, תגדל בקפיצות.
מקורות:
- הודעה לעיתונות: Atmosphere of Midsize Planet נחשף על ידי האבל, שפיצר
- ויקיפדיה: גליז 3470 ב
- טלסקופ החלל שפיצר
