Gambar seniman eksoplanet dengan suasana yang menonjol.
(Imej: © NASA)
Ternyata, eksoplanet semanis perjalanan ke pameran negara: Dua dunia yang ditemui oleh Teleskop Angkasa Kepler NASA mempunyai kepadatan yang hampir sama dengan bungkusan gula-gula kapas. Kedua planet, yang mengorbit bintang muda berusia sekitar 500 juta tahun, adalah dunia baru lahir seluas gergasi gas, walaupun beratnya kurang dari 10 kali jisim Bumi.
Menggunakan Teleskop Angkasa Hubble NASA, para penyelidik membuat pemerhatian susulan dari dua dunia "lazat", yang dikenali sebagai Kepler-51b dan Kepler-51d. Mereka mendapati bahawa atmosfer dunia yang kembung kemungkinan besar mengandungi jerebu yang membentang tinggi di atas permukaannya. Atmosfera yang diperluas dunia menempatkan mereka dalam kelas eksoplanet yang jarang berlaku, yang super-puff.
"Ini adalah exoplanet berketumpatan terendah setakat ini," kata Jessica Roberts bulan lalu. Dia membentangkan hasil awal semasa pertemuan separuh tahunan ke-23 Persatuan Astronomi Amerika di Denver. Seorang pelajar siswazah di University of Colorado, Boulder, Roberts membantu membuat perbandingan seperti Bumi untuk planet-planet. Dia menjumpai analog yang tidak biasa untuk super-puffs - makanan manis. [Penemuan Planet Alien Paling Menarik pada 2017]
"Saya ingin anda membayangkan planet-planet raksasa yang terbuat dari gula-gula kapas," katanya.
"Titans yang sungguh gebu"
Pada tahun 2011, Kepler melihat dunia berkepadatan rendah yang mengorbit bintang muda Kepler 51; kajian kemudian mengesahkan bahawa planet ini mempunyai dua adik beradik. Ketiga-tiga planet mempunyai suasana yang menggembung, dan pemerhatian awal menunjukkan kepadatannya yang rendah.
Keperitan menarik perhatian penasihat doktor Roberts di Boulder, Zachory Berta-Thompson, yang menduga bahawa atmosfera yang kembung akan lebih mudah dikaji daripada atmosfera yang lebih tenang di dunia lain. Bersama dengan beberapa rakan sekerja, para saintis menggunakan Hubble untuk memeriksa kimia atmosfera 51b dan 51d ketika pasangan itu melewati dua kali antara bintang dan Bumi mereka. Dunia ketiga, 51c, hanya memotong pinggir matahari sistem, menjaga suasananya tersembunyi, dan itu bukan sebahagian daripada kajian baru.
Para penyelidik mendapati bahawa kedua-dua planet menghasilkan isyarat yang menunjukkan zarah kecil yang disebut aerosol mendominasi atmosfera. Aerosol ini dapat dibuat oleh bank awan besar, atau mereka boleh menjadi tanda kabut mengelilingi planet.
"Tebakan terbaik kami adalah bahawa kami tidak menghadapi beberapa jenis pemeluwapan awan," kata Roberts. "Apa yang mungkin kita hadapi adalah sejenis jerebu fotokimia yang tidak kita ketahui."
Dalam sistem suria, bulan terbesar Saturnus, Titan, adalah satu-satunya yang didominasi oleh lapisan jerebu yang terbuat dari hidrokarbon, kemungkinan besar metana dan etana. Bulan besar dapat memberikan gambaran mengenai kepingan super, yang dapat menanggung versi lama kabut.
"Kami mungkin melihat beberapa Titans yang sangat lembut," kata Roberts. [Jerebu senja bersinar di atas Titan Bulan Besar Saturnus di Foto Cassini Cantik]
Planet kapas-gula-gula
Mengira ketumpatan planet memerlukan pengembalian ke fizik sekolah menengah. Ketumpatan objek adalah jisimnya dibahagi dengan isipadu; isipadu ditentukan oleh jejarinya. Pengukuran tepat Hubble membantu para penyelidik untuk mengekang jisim eksoplanet dengan lebih baik. Untuk mencari jejari mereka - dan dengan itu jumlahnya - saintis membandingkan ukuran planet dengan bintangnya. Dengan melihat semula apa yang diketahui mengenai bintang itu, Roberts dan rakannya dapat menentukan radius yang lebih tepat.
Kepler-51b mempunyai jisim sekitar dua kali dari Bumi dan radius sekitar tujuh kali lebih besar, dan mengorbit bintangnya setiap 45 hari. Dengan orbit 130 hari, Kepler-51d sedikit lebih besar, kira-kira 7.5 kali lebih besar dari Bumi dengan radius hampir sepuluh kali ganda dari planet kita. Adik beradik ketiga, Kepler-51c, memerlukan 85 hari untuk mengelilingi bintang dan mempunyai sekitar empat kali radius Bumi.
Dengan menggabungkan jisim yang diperbaharui dengan radius yang disemak semula, para penyelidik dapat mengira bahawa ketumpatan planet berkisar antara 0,03 gram hingga 0,06 gram per sentimeter padu. Itu sepersepuluh setebal Saturnus, planet paling padat tata surya, dan planet yang akan terapung di air jika anda dapat menemui tab mandi yang cukup besar.
Memahami apa yang dimaksudkan dalam istilah dunia nyata akan memerlukan lebih banyak kerja, tetapi Roberts bertekad.
Pemikiran pertamanya adalah marshmallow. Dia mencairkan sebilangan besar gelombang mikro tetapi mendapati makanan putihnya masih terlalu padat.
"Itu hanya kekacauan yang mengerikan," katanya kepada Space.com.
Untuk potongan gula-gula kapas, dia menuju ke sebuah kedai runcit dan membeli bekas gula-gula kapas. Bahan yang baru dipintal tidak cukup padat, tetapi dia berharap tabung siap pakai dapat berfungsi. Dia mengukur isipadu bekas dan menimbang bahan untuk mengira ketumpatannya, yang hampir sama dengan super-puff.
"Saya membeli banyak tabung ini, [juruwang] seperti, anda mesti peminat gula-gula kapas," kata Roberts.
"Saya seperti, ini untuk sains."
Planet muda
Mengapa dunia ini begitu padat? Roberts berpendapat bahawa masa muda mereka mungkin memainkan peranan penting. Planet terbentuk ketika debu dan batu bertembung untuk membina dunia. Apabila teras berbatu cukup besar, graviti akan menarik gas yang lebih ringan untuk mewujudkan suasana.
Menurut model, ketiga-tiga super-puff yang terbentuk di luar garis salji sistem mereka, sempadan yang tidak dapat dilihat di sekitar bintang tengah di mana gas cukup sejuk untuk mengembun ke dalam ais. Planet kemudian berpindah ke dalam, mencapai orbitnya sekarang. Ketika mereka mendekati bintang yang hangat itu, ais mereka mencair dan menciptakan suasana gas yang mulai melonjak.
Walaupun planet mula panas dari perlanggaran yang membentuknya, mereka menyejuk dari masa ke masa, menyebabkan pengecutan bahan. Pada masa yang sama, angin bintang melepaskan sebahagian dari atmosfer mereka. Menurut Roberts, model menunjukkan bahawa dalam 5 bilion tahun akan datang, ketika ia sedikit lebih tua dari Bumi sekarang, 51b akan kelihatan lebih seperti planet Neptunus yang biasa. Kerana jauh dari bintang, dia mengatakan bahwa "51d mungkin akan menjadi bola yang aneh, kerana tidak banyak atmosfernya dilucutkan."
"Dalam beberapa bilion tahun, kita akan melihat planet-planet ini lebih kecil daripada sekarang," kata Roberts.
Sekiranya anda dapat bertahan di salah satu super-puff (dengan asumsi ia memiliki permukaan berbatu), tekanan atmosfera mungkin akan sangat tinggi, kata Roberts. Anda lebih baik melayang lebih tinggi di atmosfer di mana tekanan akan lebih rendah, tambahnya.
Pada awal hayatnya, Bumi mungkin membanggakan suasana kembungnya sendiri, katanya, walaupun ia mungkin kehilangannya dengan cepat.
Para saintis itu merancang untuk menyerahkan penyelidikan mereka untuk diterbitkan pada akhir musim panas ini.
Sekarang kita hanya memerlukan dunia manis untuk memakai warna gula-gula kapas, seperti biru, merah jambu, ungu atau hijau!
