Šajā ilustrācijā akmeņaini gruveši, bijušās akmeņainās planētas gabali, kas avarēja, ripo uz iekšu pretī baltajam pundurim. Pētot balto punduru atmosfēru, kas bija “piesārņota” ar šādiem atkritumiem, NOIRLab astronoms un ģeologs atklāja dīvainus iežu veidus, kas mūsu Saules sistēmā nepastāv. Rezultāti liecina, ka tuvumā esošajām akmeņainām eksoplanetām jābūt vēl eksotiskākām un daudzveidīgākām, nekā tika uzskatīts iepriekš. Autori: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva, Attēlu apstrāde: M. Zamani un M. Kosari (NSF NOIRLab)
Jauns pētījums astronomijā liecina, ka lielākā daļa tuvumā esošo akmeņaino eksoplanetu ir diezgan atšķirīgas no mūsu Saules sistēmas.
NSF NOIRLab astronoms sadarbojās ar ģeologu no Kalifornijas štata universitātes Fresno, lai veiktu pirmos aprēķinus par iežu veidiem, kas atrodami uz planētām, kas riņķo ap tuvējām zvaigznēm. Pēc “piesārņoto” balto punduru ķīmiskā sastāva izpētes viņi secina, ka lielākā daļa akmeņaino planētu, kas riņķo ap tuvējām zvaigznēm, ir daudzveidīgākas un eksotiskākas, nekā tika uzskatīts iepriekš, un mūsu Saules sistēmā nekur nav sastopami iežu veidi.
Astronomi ir atklājuši tūkstošiem planētu, kas riņķo ap zvaigznēm mūsu galaktikā, kas pazīstamas kā eksoplanētas. Tomēr ir grūti precīzi zināt, no kā šīs planētas ir izgatavotas un vai kāda no tām atgādina Zemi. Cenšoties to noskaidrot, astronoms Siyi Xu no NSF NOIRLab sadarbojās ar ģeologu Kītu Buterku no Kalifornijas štata universitātes Fresno, lai izpētītu tā dēvēto piesārņojošo balto punduru atmosfēru. Tie ir blīvi, sabrūkoši zvaigžņu kodoli, kas bija normālas kā Saule un satur dīvainus materiālus no planētām, asteroīdiem vai citiem akmeņainiem ķermeņiem, kas riņķoja ap zvaigzni, bet galu galā iekrita tajā. baltais punduris un “piesārņo” tās atmosfēru. Meklējot elementus, kurus baltā pundura atmosfērā dabiski nevar atrast (jebkas, izņemot ūdeņradi un hēliju), zinātnieki var noskaidrot, no kā sastāv akmeņainie planētu ķermeņi, kas iekrituši zvaigznē.
Saskaņā ar jauno pētījumu, ko veica NOIRLab astronoms un ģeologs, akmeņainās eksoplanetas ir vēl dīvainākas, nekā tika uzskatīts iepriekš. Pētot zvaigžņu palieku, ko sauc par baltajiem punduriem, atmosfēru, pāris atklāja iežu veidus, kas mūsu Saules sistēmā nav sastopami. Katrs baltais punduris ir “piesārņots” ar materiālu no akmeņainiem ķermeņiem, kas sākotnēji riņķoja ap to, bet iekrita baltajā pundurī un izplatīja tā elementus caur atmosfēru. Dažas iežu struktūras ir tik retas, ka zinātniekiem bija jārada jauni nosaukumi, lai klasificētu iežu veidus, kas veidoja šīs senās planētas.
Buterka un Šovs aplūkoja 23 piesārņotos baltos pundurus, kas visi atrodas 650 gaismas gadu attālumā no saules, jo kalcijs, silīcijs, magnijs un dzelzs tika precīzi izmērīti, izmantojot WM Keck observatoriju Havaju salās, Habla kosmisko teleskopu un citas observatorijas. Tad zinātnieki izmantoja izmērītus šo elementu daudzumus, lai rekonstruētu minerālus un iežus, ko tie varētu veidot. Viņi atklāja, ka šiem baltajiem punduriem ir daudz plašāks sastāvu klāsts nekā jebkurai no mūsu Saules sistēmas iekšējām planētām, kas liecina, ka uz viņu planētām ir dažādi iežu veidi. Faktiski dažas kompozīcijas ir tik neparastas, ka Butirkam un Šovam bija jārada jauni nosaukumi (piemēram, “piroksenīta kvarcs” un “Periclase donets”), lai klasificētu jaunos iežu tipus, kuriem uz šīm planētām noteikti bija jābūt.[1]
“Lai gan dažas eksoplanētas, kas riņķo ap piesārņotiem baltajiem punduriem, izskatās līdzīgas Zemei, vairumam ir mūsu Saules sistēmai sveši iežu veidi,” sacīja Šovs. “Viņiem nav tiešu līdzinieku Saules sistēmā.”
Buterka apraksta, ko šie jaunie akmeņu veidi varētu nozīmēt akmeņainajām pasaulēm, kurām tie pieder. “Daži akmeņu veidi, ko mēs redzam no balto punduru datiem, izšķīdīs vairāk ūdens nekā ieži uz Zemes un var ietekmēt okeānu attīstību,” viņš paskaidroja. “Daži iežu veidi var izkausēt daudz zemākā temperatūrā un radīt garozu, kas ir biezāka par Zemes ieži, un daži iežu veidi var būt vājāki, kas var veicināt plākšņu tektonikas attīstību.”
Iepriekšējos pētījumos par piesārņotiem baltajiem punduriem tika atrasti elementi no akmeņainiem ķermeņiem, tostarp kalcijs, alumīnijs un litijs. Tomēr Butyrka un Shaw paskaidroja, ka tie ir nelieli elementi (kas parasti veido nelielu daļu no Zemes iežu) un galveno elementu (kas veido lielu daļu no Zemes iežu), īpaši silīcija, mērījumi ir nepieciešami, lai zinātu patiesību. Kādi akmeņi bija uz tām planētām.
Turklāt Butyrka un Shaw ziņoja, ka augstais magnija līmenis un zemais silīcija līmenis, kas izmērīts balto punduru atmosfērā, liecina, ka atklātās akmeņainās atliekas, iespējams, nāk no planētu iekšējām daļām – no mantijas, nevis no to garozas. Dažos iepriekšējos pētījumos par piesārņotiem baltajiem punduriem ir ziņots par kontinentālās garozas pazīmēm uz akmeņainām planētām, kas kādreiz riņķoja ap šīm zvaigznēm, taču Butirka un Šovs neatrada nekādus garozas iežu pierādījumus. Tomēr novērojumi pilnībā neizslēdz, ka planētām ir kontinentālā garoza vai cita veida garoza. “Mēs domājam, ka, ja atrodas garozas ieži, mēs tos nevaram redzēt, iespējams, tāpēc, ka tie ir sastopami ļoti mazā daļā, salīdzinot ar citu planētu komponentu, piemēram, kodola un apvalka, masu, kas jāmēra,” Buterka. norādīts.
Saskaņā ar Xu teikto, astronoma un ģeologa pāra izveide bija atslēga baltā pundura piesārņotajā atmosfērā slēpto noslēpumu atklāšanā. “Es satiku Kītu Buterku konferencē un biju sajūsmā, ka viņš var man palīdzēt izprast novērotās sistēmas. Viņš man mācīja ģeoloģiju, mācīja astronomiju un izdomāja, kā izprast šīs noslēpumainās eksoplanetu sistēmas.”
Pāra rezultāti tika publicēti 2021. gada 2. novembra numurā Dabas sakari.
Piezīmes
- “Parasto” vai pašreizējo iežu klasifikācijas metodes ir balstītas uz faktu, ka olivīns un ortopiroksēns ir dominējošie minerāli Zemes apvalkā (un citu mūsu Saules sistēmas akmeņaino planētu apvalkos). Tomēr daudzām eksoplanētām var nebūt olivīna un kvarca vai ortopiroksēna var nebūt un periklāzes, tāpēc ir izstrādāta jauna taksonomiskā nomenklatūra. Jaunās Buterka un Shaw piedāvātās iežu veidu klasifikācijas ietver: “piroksēna kvarcs”, kas satur vairāk nekā 10% no ortopiroksēna, klenopiroksēna un kvarca; “Ortoproksenīta kvarcs”, kas satur vairāk nekā 10 % ortopiroksēna un kvarca un mazāk nekā 10 % klinoproksēna; “Priclase Donut”, kas satur vairāk nekā 10 % priklāzes un olivīna un mazāk nekā 10 % klinopiroksēna; “Periklāzes virpulis”, kas satur vairāk nekā 10% periklāzes, olivīna un klinoproksēna; un “Periklāzes klinoproksenāts”, kas satur mazāk nekā 10% olefīna un vairāk nekā 10% piricilāzes un klinoproksēna katra.
Atsauce: “Piesārņotie baltie punduri atklāj eksotiskas iežu sugas uz eksoplanētām mūsu Saules reģionā”, Kīts de Buterka un Si Shu, 2021. gada 2. novembris, Dabas sakari.
DOI: 10.1038/s41467-021-26403-8
