Drugi svetovi
Novi tip planeta?

Prošlog avgusta grupa astronoma je objavila otkriće najmanje do sada poznate vansolarne planete. Ali, šta su, u stvari, ovi naizgled neptunoliki svetovi? Da li su gasoviti džinovi, ledeni džinovi ili preuveličane Zemlje? Astronom Alan Boss ispituje mogućnosti.

Kliknite na sliku

LaSilla

Traganje za planetama pomoću radijalne brzine je od skora pomerilo granice novih otkrića od planeta mase približne masi Saturna do tzv. granice ledenih džinova. To znači da smo danas u stanju da pronađemo planete, blizu njihovih matičnih zvezda, čije su mase uporedive sa masama Urana i Neptuna (14 do 17 masa Zemlje).
Zasluge za to najvećim delom pripadaju Michelu Mayoru i njegovim kolegama, koji imaju novi spektrometar na opservatoriji La Silla. Rezolucija tog spektrometra je do sada neprevaziđena, i iznosi oko 1 m/s. Mislim da su Geoff Marcy i Paul Butler prilično blizu ovoj grupi.

Zanimljivo pitanje je: šta su, u stvari, ti objekti? Da li su to ledeni džinovi nastali nekoliko AJ dalje, da bi potom migrirali bliže zvezdi, ili su nešto drugo? Nažalost, ne znamo tačno kolike su njihove mase. Još važnije, ne znamo njihovu gustinu. Dakle, mogu biti u pitanju stene mase 15 Zemljinih masa, ili ledenice iste te mase.
Ono što nam je zaista potrebno je da ljudi probaju i nađu još otprilike 7 takvih planeta. Za sada imamo 3. Ako bismo imali 10, imali bismo ih dovoljno da jedna od njih prolazi ispred zvezde, tako da možemo snimiti njen tranzit, a onda bismo imali i neku predstavu kolika je njena gustina.

Ja mislim, doduše, da je prilično velika šansa da je u pitanju novi tip planeta: super-Zemlje. Razlog za to je taj što, u bar dva sistema u kojima su pronađeni, zajedno sa ovim “vrelim Neptunima” postoje i veće (mase približne masi Jupitera) planete sa orbitama dužih perioda.

Ako bi manje masivne planete bile ledeni džinovi koji su nastali nešto dalje a zatim migrirali bliže zvezdi, one bi, osim ako nemate neki majstorski scenario, teško uspele da prođu pored tih krupnijih tipova. Ovi sistemi liče više na Sunčev sistem, gde imamo lakše momke okružene gasovitim džinovima.

Za planete u sistemu kao što je naš najverovatnije nema mnogo migracija. Dakle, pretpostavljam da su u pitanju objekti nastali između džinova i zvezde, migrirajući zatim samo malo, sasvim dovoljno da bismo mi mogli da ih otkrijemo kratkoperiodičnim spektroskopsim posmatranjima.

U prilog ovoj ideji idu i teorijski proračuni Georgea Wetherilla sa Carnegie Institution of Washington, rađeni pre skoro 10 godina, u kojima je ispitivao akumulacione procese nastajanja stenovitih planeta. Često je dobijao priličan raspon masa takvih planeta, pošto je akumulacija vrlo stohastički (slučajan) proces. Za tipičan set parametara koje je koristio, nakon nekih 100 miliona godina, dobio bi ne samo objekte jedne Zemljine mase, nego i one tri puta masivnije.

U to vreme, pretpostavio je prilično nisku površinsku gustinu na 1 AJ, gde su se ove planete formirale. Prema onome što sada znamo, ako želite da napravite jedan Jupiter na 5 AJ koristeći akrecioni model nastanka planeta, morate sedam puta povećati površinsku gustinu u odnosu na onu koju je Wetherill koristio.

To je tačno proporcionalno masi planeta koje očekujete da dobijete kao rezultat. Dakle, ako biste opet uradili ove proračune, pretpostavljajući tu veću gustinu, gornja granica masa unutrašnjih planeta bi se popela sa 3 na, recimo, 21 masu Zemlje. To je u opsegu u koji, prema procenama, upadaju i novotkriveni vreli Neptuni.

Znači, moguće je da je ono što vidimo zaista novi tip planeta, super-Zemlje, pre nego ledeni džinovi.

(20.07.2005.)

vrh