Ker so astronomi leta 1995 prvi eksoplanet potrdili, so odkrili skoraj 3900 oddaljenih svetov, na tisoče pa jih čaka še analiza. Ti planeti so na voljo v vseh oblikah in velikostih: nekateri so nabrekli, da so večji od Jupitra, planeti pa so tako vroči, da imajo nebo iz uparjene kovine, ki dežuje lavo. Nekatere so prave velikosti in temperature, v katerih se zadržuje tekoča voda in morda življenje, mogoče pa je, da so narejeni večinoma iz diamanta.
Zdaj, poroča Jeremy Rehm v Science Newsu, lahko na seznam dodamo še eno vesoljsko čudnost - planet, ki je nastal z množičnim trčenjem dveh planetov, ki je ustvaril nebesno telo, ki je v bistvu velika kovinska kroglica s kamnito skorjo.
Planet je eden od štirih eksoplanetov, odkritih leta 2014 na orbiti zvezde z imenom Kepler 107, približno 1670 svetlobnih let. Ko so se raziskovalci odločili izračunati velikost in maso planetov, so odkrili nekaj nenavadnega. Čeprav sta dva najbolj vroča planeta, Kepler 107b in Kepler 107c, približno enaka velikosti - približno 1, 5-krat večja od Zemlje -, njuni masi sta precej različni: Kepler 107c je trikrat gostji od svojega sestrskega planeta in 10-krat bolj gost kot Zemlja .
Poleg tega dvojčka Kepler ne ustrezata običajnemu vzorcu tvorbe planetov. Običajno je v zgodnjih letih osončitvenega diska iz plina in prahu, ki se vrti okoli zvezde in se iz tega materiala kondenzirajo planeti. Gostejši in bolj skorjeni planeti krožijo bližje svojim zvezdam, saj so sestavljeni iz težjih elementov, manj goli planeti pa krožijo bolj vstran. Zato, ker so ti lahki planeti običajno sestavljeni iz elementov, kot sta vodik in helij, ki bi jih sončni vetrovi odstranili, če bi bili bližje zvezdi. Toda Kepler 107c to pravilo prekrši in kroži daleč od svojega lažjega sestrskega planeta, Kepler 107b.
"Je bolj oddaljen od svoje zvezde [kot Kepler 107b], vendar je bolj množičen, " za Rehm pripoveduje Eric Lopez, astrofizik iz Nasinega vesoljskega letališkega centra Goddard. "Nekako čudno."
Torej, kaj je naredilo Kepler 107c tako kovinsko glavo in zakaj se zdi, da ni več v redu? Da bi preizkusili to vprašanje, je mednarodna skupina raziskovalcev z nacionalnim teleskopom Galileo na Kanarskih otokih zbrala več kot 100 spektroskopskih meritev planetov okoli Keplerja 107 in nato podatke vnesla v računalniške simulacije, poročata Helen Briggs in Paul Rincon na BBC.
Spoznali smo več možnosti, ki pojasnjujejo, zakaj je Kepler 107c tako gost, vendar lociran dlje od svoje zvezde, o čemer raziskujemo v prispevku v reviji Nature Astronomy . Za začetek bi lahko bilo, da se je oblikoval bližje soncu, nato pa oddaljil. Možno je tudi, da je obstreljevanje manjših predmetov prizadelo večjo, zgodnejšo različico Kepler 107c in odstranilo večino njegove skalnate zunanje lupine, za seboj pa pustilo gosto kovinsko jedro planeta. Toda najbolj prepričljiv scenarij je trk dveh svetov.
Če bi se dva skalna planeta - vsak s približno 10-kratno maso Zemlje in vsak z železnim jedrom, ki predstavljata približno 30 odstotkov njegove mase - strmovala drug v drugega z veliko hitrostjo, bi lahko odtrgala ali izparela večino skalnega materiala in proizvajajo samostojen planet s prevelikim železnim jedrom. Medtem ko so možni drugi scenariji, je teorija trka ideja, ki najbolje razloži podatke.
Medtem ko se verjame, da se mega vplivi med planeti in protoplaneti dogajajo precej pogosto po vsem svetu, astronomi nikoli niso bili priča dogodku in niso našli dokazov za pojav zunaj našega osončja. Če bi Kepler 107c nastal s trkom, bi nam lahko pomagal razumeti več planetarne tvorbe.
"Šteje se, da so velikanski vplivi imeli ključno vlogo pri oblikovanju našega trenutnega osončja. Luna je najverjetneje posledica takšnega vpliva, morda je tudi velika gostota Merkurja, po velikanskem udaru pa je bil verjetno zajet tudi Pluton velik satelit Charon, "Soavtorica Zoe Leinhardt z univerze v Bristolu pravi v sporočilu za javnost." Toda do zdaj nismo našli nobenih dokazov o velikanskih vplivih, ki se pojavljajo v planetarnih sistemih izven naše. Če je naša hipoteza pravilna, bi se povezala splošni model, ki ga imamo za oblikovanje našega osončja s planetarnim sistemom, ki se zelo razlikuje od našega. "
Čeprav je hipoteza fascinantna, bo težko dokazati. Cayman Unterborn, eksogeolog z univerze Arizona State, za Rehm pri Science News pravi, da je to zanimiva ideja, vendar podatkov o plašču in jedru Kepler 107c v resnici ni mogoče preprosto izločiti iz njegove gostote. Lahko bi se igrale še druge stvari, ki jih še ne razumemo.
"Glede na gostoto planeta lahko ugotovite, ali je kamnita ali vodna ali gasta, " pravi. "Toda dejansko je, kako velik je plašč v primerjavi z jedrom, nekako težko, " čeprav upa, da prispevek "sproža nekaj zdrave razprave o izvoru planetov, ki so nekako čudni."
In verjetno bodo astronomi kmalu preplavili podatke o čudnih eksoplanetih. Šele prejšnji mesec so raziskovalci objavili prvo kapljanje podatkov z Nasinega naslednjega rodu, planeta za lov na planete TESS, ki se je začel lansko poletje, in nabor podatkov je vključeval 200 potencialnih novih svetov, vključno z nekaterimi, ki se že zdijo tako čudni kot Kepler 107c.
