Bagaimana dua planet yang serupa dalam beberapa aspek mempunyai ketumpatan yang berbeza? Menurut kajian baru, pelanggaran bencana boleh disalahkan.
Dalam Sistem Suria kita, semua planet dalam adalah dunia berbatu kecil dengan ketumpatan yang serupa, sementara planet luar adalah raksasa gas dengan ketumpatan yang serupa. Tetapi tidak semua sistem suria seperti kita.
Misi Kepler menemui pelbagai jenis eksoplanet selama sembilan tahun beroperasi. Berkat misi itu, sekarang kita mengetahui 2.000 eksoplanet yang disahkan sahaja yang mempunyai kurang dari tiga jari Bumi. Walaupun 2.000 planet ini mempunyai ukuran yang agak ketat, ketumpatannya dapat sangat berbeza.
Makalah baru ini diterbitkan dalam Nature Astronomy oleh ahli astronomi Aldo S. Bonomo dan Mario Damasso dari Istituto Nazionale Di Astrofisica (INAF), dan oleh Pusat Astrofizik | Ahli astrofizik Harvard & Smithsonian (CfA) Li Zeng. Sebilangan besar rakan sekerja yang terlalu banyak untuk disenaraikan juga terlibat dalam kajian ini.
Sebilangan daripada 2.000 exoplanet yang disebutkan sebelumnya mempunyai ketumpatan yang lebih rendah daripada gergasi gas Neptune, yang terdiri daripada volatil berkepadatan rendah, sementara beberapa mempunyai ketumpatan lebih tinggi dari Bumi, yang kebanyakannya terdiri dari batu (sekitar 32% besi.) Satu kajian baru meneliti exoplanet di sistem Kepler-107 untuk mencuba dan memahami bagaimana planet dalam sistem yang sama dan dengan ukuran yang serupa dapat memiliki ketumpatan yang begitu luas.
Pasukan ini memfokuskan pada sistem Kepler-107 kerana mengandungi empat planet berukuran sub-Neptunus: Kepler-107b, c, d dan e. Dua planet paling dalam, 107b dan 107c, mempunyai radius hampir sama dengan radius 1.5 dan 1.6 Bumi, tetapi 107c lebih padat dua kali lebih besar daripada 107b. Bagaimana kembar ini, yang merupakan sebahagian daripada sistem planet yang sangat padat, mempunyai komposisi yang berbeza?
"Ini adalah salah satu dari banyak sistem eksoplanet menarik yang telah ditemui dan dicirikan oleh teleskop ruang angkasa Kepler."
Li Zeng, Jabatan Sains Bumi dan Planet, Universiti Harvard.
Jawapan ringkasnya adalah bahawa ia terbentuk dalam keadaan yang sangat berbeza, atau sesuatu yang dramatik berlaku selepas pembentukan untuk mengubah kepadatan mereka dengan begitu drastik.
Sebelum Kepler, ahli astronomi hanya mempunyai Sistem Suria kita sendiri untuk dilalui. Dan dalam Sistem kami, nampaknya Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus terbentuk di bahagian luar cakera protoplanet, dari es sejuk dan gas yang membentuk sebahagian besar bahan di Sistem Suria luar. Di bahagian dalam Sistem Suria muda, planet berbatu terbentuk dari bahan yang terselamat dari sinaran Matahari, seperti silikat dan besi.
Tetapi misi Kepler menunjukkan kepada kita bahawa apa yang kita anggap sebagai norma, yaitu Sistem Suria kita sendiri, hanyalah satu jalan yang dapat diambil oleh sistem suria. Kepler menemui banyak yang disebut "Hot Jupiters", dunia besar, gas yang mengorbit sangat dekat dengan bintang mereka sendiri. Raksasa gas besar ini tidak dapat terbentuk begitu dekat dengan bintang mereka, kerana gas yang terbentuknya tidak akan bertahan dalam jarak yang dekat dengan bintang mereka. Mereka pasti terbentuk lebih jauh kemudian berhijrah ke.
Terdapat bukti bahawa Musytari terbentuk di bahagian luar Sistem Suria kita, kemudian berhijrah lebih dekat ke Matahari, sebelum menemui jalan ke orbitnya sekarang. Tetapi sejauh yang kita tahu, planet berbatu dalam tidak berpindah: mereka terbentuk di Sistem Suria dalaman dan tinggal di sini.
Sistem Kepler 107 juga menunjukkan kepada kita bahawa sistem suria dapat terbentuk dengan cara yang berbeza dari yang kita miliki, dan bahawa pelanggaran bencana antara dua dunia dapat mengubah kepadatannya.
Kepler 107b dan 107c mempunyai radius 1.53 dan 1.59 jari Bumi, tempoh orbit 3.18 dan 4.9 hari, tetapi ketumpatan masing-masing 5.3 dan 12.65 gram per sentimeter padu. Apa yang dapat menjelaskan perbezaan besar dalam kepadatan? Sekiranya sinaran suria bertanggungjawab, dengan mendidih turun naik, maka tidakkah kedua-dua planet itu akan terkena itu? Juga, planet luar mempunyai ketumpatan yang lebih besar, bukan planet dalamnya.
Pasukan ahli astronomi berpendapat bahawa itu adalah bencana yang bertembung yang bertanggungjawab terhadap ketumpatan yang berbeza.
Apa yang mereka fikir berlaku ialah Kepler 107c, planet luar dan lebih padat, mengalami pelanggaran bencana yang melepaskan mantel silikatnya, hanya menyisakan inti besi.
"Ini adalah salah satu dari banyak sistem eksoplanet menarik yang telah ditemui dan dicirikan oleh teleskop ruang angkasa Kepler," kata Li Zeng dari Harvard. "Penemuan ini telah mengesahkan karya teori sebelumnya yang menunjukkan bahawa kesan raksasa antara planet telah memainkan peranan semasa pembentukan planet. Misi TESS diharapkan dapat menemui lebih banyak contoh seperti itu. "
Perlanggaran planet bukan idea baru. Bukti menunjukkan bahawa Bulan Bumi diciptakan sebagai akibat dari bencana tabrakan antara Bumi dan badan lain yang disebut Theia. Penyelidikan baru ini menunjukkan bahawa mereka mungkin lebih biasa daripada yang difikirkan.
Sekiranya gangguan bencana sering berlaku dalam sistem planet, maka ahli astronomi meramalkan menemui banyak contoh lain seperti Kepler-107, kerana peningkatan jumlah kepadatan eksoplanet ditentukan dengan lebih tepat.
Sumber:
- Kertas Penyelidikan: Kesan besar seperti kemungkinan berlakunya kembar yang berbeza dalam sistem eksoplanet Kepler-107
- Siaran Akhbar: Melanggar Exoplanet
- Wikipedia: Kepler-107
- Cal-Tech: Musytari Panas
- Wikipedia: Musytari Panas
