Terdapat sejenis exoplanet yang kadang-kadang disebut oleh ahli astronomi sebagai planet gula-gula kapas, atau super-puff. Mereka misteri, kerana massa mereka tidak sesuai dengan radius yang sangat besar. Kedua ciri tersebut menunjukkan planet dengan kepadatan yang sangat rendah.
Di Sistem Suria kita, tidak ada yang serupa dengan mereka, dan menjumpainya di sistem suria yang jauh membingungkan. Sekarang sepasang ahli astronomi mungkin sudah mengetahuinya.
Ahli astronomi adalah Anthony Piro dari Universiti Carnegie dan Shreyas Vissapragada, di Caltech. Makalah mereka bertajuk "Meneroka Sama ada Super-puff dapat dijelaskan sebagai Exoplanet Berdering." Ia diterbitkan dalam The Astronomical Journal.
"Kami mula berfikir, bagaimana jika planet-planet ini sama sekali tidak seperti gula-gula kapas," kata Piro dalam siaran akhbar. "Bagaimana jika super-puff kelihatan begitu besar kerana sebenarnya dikelilingi oleh cincin?"
Pemburu planet telah menemui lebih daripada 4,000 eksoplanet yang disahkan. Dengan pemerhatian yang teliti, ahli astronomi dapat mengekang ciri eksoplanet seperti ketumpatan, jisim, ukuran, dan walaupun mereka berada di zon bintang yang dapat dihuni. Tetapi tidak ada cara sebenar untuk menentukan apakah objek yang jauh ini mempunyai cincin.
Akan mengejutkan jika tiada yang melakukannya. Semua raksasa gas dan raksasa ais di Sistem Suria kita mempunyai cincin, walaupun hanya Saturnus yang mudah dilihat.
Sebilangan besar eksoplanet ditemui dengan kaedah transit. Itu melibatkan memerhatikan planet dengan teliti ketika ia melintasi antara bintang inangnya dan kita. Berdasarkan penurunan cahaya bintang yang menyebabkan transit planet ini, para astronom dapat mengesan planet. Ini juga bagaimana mereka menentukan ciri-ciri planet yang lain, bersama dengan menonton ketika bintang bergetar sebagai tindak balas terhadap pergerakan planet ini.
Tetapi kaedah transit tidak dapat memberitahu para astronom jika sebuah planet mempunyai cincin. Dalam eksperimen pemikiran, para astronom tertanya-tanya seperti apa planet seperti Saturnus kepada pemerhati yang jauh.
"Kami mulai bertanya-tanya, jika anda melihat kami dari dunia yang jauh, adakah anda akan mengenali Saturnus sebagai planet yang berdering, atau apakah itu tampak sebagai planet yang bengkak bagi ahli astronomi asing?" Vissapragada bertanya.
Dalam makalah mereka, para penyelidik mengatakan "Contoh berguna yang perlu dipertimbangkan adalah Saturnus: rata-rata sepanjang musim, jika pemerhati luar mengukur ukuran Saturnus dalam perjalanan tanpa memperhitungkan cincin, mereka akan meremehkan kepadatan sebenarnya sekitar dua faktor."
Mereka membina eksperimen pemikiran itu dengan eksperimen sebenar, atau simulasi. Para penyelidik mensimulasikan sebuah planet berdering yang melintas di depan Matahari, dan bagaimana rupa astronomi yang jauh dengan instrumen pemerhatian yang kuat. Mereka juga mengkaji jenis bahan di gelang yang akan mempengaruhi pemerhatian.
Hasilnya bercampur-campur. Menurut karya mereka, cincin dapat menjelaskan beberapa planet puff, tetapi tidak semuanya. Dalam makalah mereka mengatakan, "Kami mendapati bahawa penjelasan ini berfungsi untuk beberapa super-puff, tetapi bagi yang lain, ia mengalami kesulitan." Sebahagian penjelasan untuk hasil ini merangkumi spektrum planet puff tanpa ciri.
Dalam makalah mereka penulis mengatakan "Di sini kita mempertimbangkan apakah mereka <planet puff> dapat memiliki radius yang disimpulkan besar kerana mereka sebenarnya berdering. Ini secara semula jadi menjelaskan mengapa super-puff setakat ini hanya menunjukkan spektrum transit tanpa ciri. " Biasanya eksoplanet akan mempunyai spektrum, tetapi dengan cincin, tidak ada.
Penulis meneruskan: “Kami mendapati bahawa hipotesis ini dapat berfungsi dalam beberapa kes tetapi tidak semuanya. Kedekatan jarak dekat dengan bintang induk mereka memerlukan cincin dengan komposisi berbatu dan tidak berais. " Itu seterusnya meletakkan had pada jari-jari cincin itu sendiri.
Dan had pada jari-jari menunjukkan bahawa cincin dapat menjelaskan beberapa planet puff, tetapi tidak semuanya. Menurut makalah itu, "menjadikannya sukar untuk menjelaskan ukuran besar Kepler 51b, 51c, 51d, dan 79d kecuali cincinnya terdiri dari bahan berpori." Ketiga-tiga planet Kepler 51 adalah planet puff, dan ketiga-tiga planet ini mempunyai ketumpatan paling rendah. Sebenarnya, walaupun semuanya berukuran planet Musytari, jisimnya hanya beberapa kali lebih besar daripada Bumi.
Dalam siaran pers, pengarang bersama Piro menjelaskannya dengan cara ini: “Planet-planet ini cenderung mengorbit berdekatan dengan bintang tuan rumah mereka, yang bermaksud bahawa cincin itu harus berbatu, bukannya dingin. Tetapi jari-jari cincin berbatu hanya bisa begitu besar, kecuali batu itu sangat berpori, jadi tidak semua puff super sesuai dengan batasan ini. "
Bahan yang membentuk cincin berbatu hanya bisa begitu padat, dan hanya dapat membentuk cincin dengan ukuran tertentu. Sekiranya terlalu padat, dan terlalu jauh dari planet ini, ia akan bergabung menjadi satelit.
Pasangan penyelidik mengatakan bahawa sekurang-kurangnya tiga planet puff yang diperhatikan kemungkinan dapat dijelaskan oleh cincin: Kepler 87c dan 177c serta HIP 41378f. Kepler 87c sebesar Neptunus, tetapi hanya sekitar 6.4 kali lebih besar dari Bumi. Dua yang lain dalam senarai mereka mempunyai perbezaan yang serupa antara ukuran dan jisim.
Malangnya, seperti banyak masalah dalam astronomi, kita tidak mempunyai kekuatan pengamatan untuk mengetahui apakah penyelidikan ini tepat. Pemerhatian darat hampir tiba untuk sasaran yang terang, tetapi bintang tuan rumah untuk planet puff yang diketahui terlalu redup. (Satu-satunya pengecualian adalah HIP 41278 f, yang diumumkan sebagai planet puff baru ketika sepasang penulis menyelesaikan makalah ini.) Seperti halnya isu-isu lain dalam astronomi, kita harus menunggu James Webb Space Telescope untuk menjelaskan persoalannya. Tiada kemudahan pemerhatian semasa yang dapat mengesan cincin di sekitar eksoplanet.
Sekiranya mana-mana exoplanet ini disahkan mempunyai cincin, itu akan menjadi perkembangan penting. Saya akan memberi para astronom pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana sistem planet terbentuk, dan bagaimana ia berkembang.
Lagi:
- Siaran Akhbar: Bagaimana Sekiranya Planet "Kapas Kapas" Misterius Sebenarnya Bergerak?
- Kertas Penyelidikan: Meneroka Sama ada Super-puff dapat dijelaskan sebagai Exoplanet Berdering
- Space Magazine: Adakah "Alien Megastructure" di sekitar Tabby's Star Sebenarnya Giant Gas Ringed?
