Planet seukuran Bumi yang terbuat dari besi padat ditemukan mengorbit bintang terdekat: ScienceAlert

Kita tidak dapat memahami alam tanpa memahami luasnya. Hal ini terbukti dalam ilmu pengetahuan eksoplanet dan teori pembentukan planet kita. Pencilan dan pencilan di alam memberi tekanan pada model kita dan memotivasi para ilmuwan untuk menggali lebih dalam.

Gliese 367b (atau Tahay) pastinya orang aneh. itu Planet periode ultrapendek (USP). Yang mengorbit bintangnya hanya dalam waktu 7,7 jam.

Ada hampir 200 planet lain dalam daftar lebih dari 5.000 exoplanet, jadi Gliese 367 b tidaklah unik dalam hal ini. Namun anehnya dalam hal lain: Ia juga merupakan planet yang sangat padat, sekitar dua kali lebih padat dari Bumi.

Artinya, itu pasti besi yang hampir murni.

“Anda dapat membandingkan GJ 367 b dengan planet mirip Bumi yang litosfernya telah dihilangkan.”

Elisa Goffo, penulis utama, Universitas Turin.

Para astronom menemukan Tahay dalam data TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) tahun 2021. Namun penelitian baru di Surat Jurnal Astrofisika Ini meningkatkan massa dan radius planet asing melalui pengukuran yang lebih baik. Saya juga menemukan dua saudara lelaki di planet ini.

Pencarian adalah “Perusahaan untuk kepadatan sangat tinggi dan periode yang sangat singkat di bawah tanah GJ 367 b: penemuan dua planet bermassa rendah tambahan pada 11,5 dan 34 hari.“Penulis utamanya adalah Elisa Gofo, seorang mahasiswa PhD di Departemen Fisika di Universitas Turin.

TESS menemukan Gliese 367 b pada tahun 2021 ketika mendeteksi sinyal transit yang sangat lemah dari bintang katai merah yang disebut Meluncur 367. Sinyal tersebut berada dalam kapasitas deteksi TESS, sehingga para astronom tahu bahwa ukurannya kecil, seperti Bumi.

Sebagai bagian dari upaya tahun 2021, para peneliti menggunakan High Speed ​​​​Planet Searcher Spectrometer (HARPS) milik European Southern Observatory untuk menentukan massa dan kepadatan G 367 b.

Mereka menyimpulkan bahwa radius planet adalah 72% diameter bumi, dan massanya 55% massa bumi. Artinya, kemungkinan besar itu adalah planet besi, sisa-sisa inti planet yang jauh lebih besar.

Maju cepat ke penelitian baru yang dilakukan oleh Goffo dan rekan-rekannya.

Mereka juga menggunakan HARPS untuk mengukur planet kecil. Kali ini mereka menggunakan 371 observasi HARPS G 367 b. Hasil tersebut menunjukkan bahwa planet ini lebih padat dibandingkan temuan studi pada tahun 2021. Alih-alih massa bumi sebesar 55% massa bumi, penelitian baru ini mengungkap bahwa massa planet adalah 63% massa bumi. Jari-jarinya pun mengecil dari 72% jari-jari Bumi menjadi 70% jari-jari Bumi.

Intinya adalah kepadatan G 367 b dua kali lipat kepadatan Bumi.

Bagaimana planet ini bisa menjadi seperti ini? Kecil kemungkinannya terbentuk seperti sekarang. Sebaliknya, kemungkinan besar itu adalah inti planet yang litosfernya telah terkelupas.

“Anda dapat membandingkan GJ 367 b dengan planet mirip Bumi yang litosfernya telah dihilangkan,” kata penulis utama Jovo.

“Hal ini mungkin memiliki implikasi penting bagi pembentukan GJ 367 b. Kami yakin planet ini mungkin terbentuk seperti Bumi, dengan inti padat yang sebagian besar terbuat dari besi, dikelilingi oleh mantel kaya silikat.”

Sesuatu yang tidak biasa pasti terjadi sehingga planet kecil ini kehilangan mantelnya. “Peristiwa dahsyat bisa saja melucuti mantel berbatu planet ini, sehingga inti padat planet ini terbuka,” jelas Jovo. Tabrakan antara planet tersebut dan protoplanet lain yang masih terbentuk pada awal kehidupannya mungkin telah menghilangkan lapisan terluar planet tersebut.

Kemungkinan lain, menurut Jovo, adalah bahwa USP kecil itu lahir di wilayah yang sangat kaya akan zat besi dalam piringan protoplanet. Namun hal ini tampaknya tidak mungkin terjadi.

Ada kemungkinan ketiga, dan ini pertama kali dipertimbangkan ketika para astronom menemukan G 367 b pada tahun 2021. Bisa jadi itu adalah sisa-sisa raksasa gas besar seperti Neptunus.

Agar hal ini terjadi, planet tersebut pasti terbentuk jauh dari bintang dan kemudian bermigrasi ke sana. Ia kini begitu dekat dengan bintangnya sehingga radiasi intens dari katai merah dapat membuat atmosfernya mendidih.

G 367 b termasuk dalam kelas exoplanet yang sangat kecil yang disebut planet super Merkurius. Komposisinya sama dengan Merkurius, namun lebih besar dan padat. (Meskipun jarang, ada satu sistem yang melakukan hal tersebut Dua dari mereka.)

Merkurius mungkin mengalami nasib yang sama seperti G 367 b. Ia mungkin memiliki lebih banyak mantel dan kerak pada suatu waktu, namun dampaknya menghilangkannya.

Namun bahkan di antara merkuri super, G 367 b menonjol. Ini adalah USP paling intens yang kami ketahui.

“Berkat perkiraan massa dan jari-jari kami yang tepat, kami mengeksplorasi komposisi dan kemungkinan struktur internal GJ 367 b dan menemukan bahwa ia diperkirakan memiliki inti besi dengan fraksi massa 0,91,” kata makalah baru tersebut.

Apa yang terjadi dalam sistem ini? Bagaimana planet G 367 b berada dalam kondisi begitu dekat dengan bintangnya?

Peneliti juga menemukan dua planet lain di sistem ini: G 367 c dan d. Para astronom percaya bahwa planet USP hampir selalu ditemukan dalam sistem dengan banyak planet, sehingga penelitian baru ini memperkuat hal tersebut. TESS tidak dapat mendeteksi planet-planet ini karena mereka tidak transit di bintangnya. Tim menemukannya dalam pengamatan mereka terhadap HARPS, dan kehadiran mereka membatasi kemungkinan skenario pembentukan.

“Berkat pengamatan ekstensif kami menggunakan spektrometer HARPS, kami menemukan keberadaan dua planet bermassa rendah tambahan dengan periode orbit 11,5 dan 34 hari, sehingga mengurangi jumlah kemungkinan skenario yang mungkin mengarah pada pembentukan planet padat seperti itu. kata rekan penulis Davide Gandolfi, seorang profesor di Universitas Turin.

Planet pendamping juga mengorbit lebih dekat ke bintang namun memiliki massa lebih kecil. Hal ini memberikan tekanan, namun tidak menghilangkan, gagasan bahwa salah satu dari mereka terbentuk di lingkungan yang kaya zat besi.

“Meskipun GJ 367 b mungkin terbentuk di lingkungan yang kaya zat besi, kami tidak mengesampingkan skenario pembentukan yang mencakup peristiwa kekerasan seperti tabrakan planet raksasa,” kata Gandolfi dalam siaran persnya.

Di akhir makalah mereka, tim menggali lebih dalam kemungkinan skenario pembentukan.

Dalam skenario pembentukannya, piringan protoplanet di sekitar Gliese 367 pasti mengandung wilayah yang kaya akan zat besi. Namun para astronom tidak mengetahui apakah kawasan kaya zat besi ini ada.

“Jalur yang mungkin terjadi mungkin mencakup pembentukan material kaya zat besi yang jauh lebih banyak daripada yang biasanya diperkirakan ditemukan pada piringan protoplanet. Meskipun tidak jelas apakah piringan dengan kandungan besi relatif besar berada di dekat tepi bagian dalam secara spesifik (Di mana sebagian besar material dapat ditemukan) diperoleh dari) ada,” tulis mereka.

Faktanya, terpisah Studi 2020 Pekerjaan mereka dalam pembentukan planet “gagal mereproduksi pengayaan ekstrim besi yang dibutuhkan untuk membentuk Merkurius,” katanya. Jika model piringan tidak dapat menjelaskan bagaimana Merkurius yang kaya akan zat besi terbentuk, maka model tersebut tidak dapat menjelaskan bagaimana G 367 b terbentuk.

Sebaliknya, planet ini kemungkinan besar berbeda ketika terbentuk dan kemudian berubah bentuk seperti sekarang seiring berjalannya waktu.

Pengupasan tumbukan (collisional stripping) adalah peristiwa hilangnya material terluar planet akibat satu atau lebih tumbukan. Karena massa jenis materi luar lebih kecil dibandingkan materi dalam Planet yang berbedatumbukan yang berulang-ulang dapat meningkatkan massa jenis G 367 b dengan menghilangkan material yang lebih ringan.

Tapi setidaknya ada satu masalah dengan hal tersebut: “Pengukuran kami terhadap kepadatan massal GJ 367 b menunjukkan bahwa pengupasan tumbukan seharusnya sangat efektif dalam menghilangkan material non-besi dari planet ini jika hanya itu yang terjadi.” Dia menulis. Sangat efektif, namun bukan tidak mungkin.

Jadi ada tiga kemungkinan: planet ini terbentuk di lingkungan yang kaya akan zat besi, planet ini lebih besar dan kehilangan lapisan terluarnya karena tabrakan, atau planet tersebut merupakan sisa inti dari raksasa gas masif yang bermigrasi sangat dekat dengan Bumi. Bintangnya telah dilucuti dari selubung gasnya.

Mungkin kita tidak harus memilih satu saja.

“Tentu saja, ada kemungkinan bahwa semua proses yang dibahas di atas berkontribusi pada pembentukan bola besi yang hampir murni, yang dikenal sebagai GJ 367 b,” tulis para penulis.

Yang kita miliki sekarang hanyalah kemungkinan-kemungkinan. Sistem ini seperti sebuah teka-teki, dan terserah kepada para astronom untuk memecahkannya. Sifatnya yang tidak biasa menjadikannya outlier dan para ilmuwan menyukai outlier karena memotivasi mereka untuk menggali lebih dalam. Jika teori kita saat ini tidak mampu menjelaskan hal-hal aneh tersebut, maka teori kita perlu diperbaiki.

“Sistem multi-planet unik yang menampung Sub-Bumi USP dengan kepadatan sangat tinggi ini merupakan target yang luar biasa untuk penyelidikan lebih lanjut mengenai skenario pembentukan dan migrasi sistem USP,” para peneliti menyimpulkan.

Artikel ini awalnya diterbitkan oleh Alam semesta saat ini. Membaca Artikel asli.