Немає аналогів у Сонячній системі. Учені з'ясували з чого складаються кам'янисті екзопланети

Екзопланета, космос, зірка
Фото: M. Weiss/CfA

За словами вчених, кам'янисті екзопланети мають більш різноманітний та екзотичний склад, ніж вважалося раніше.

Двоє вчених провели хімічний аналіз "забруднених" білих карликів і дійшли висновку, що склад більшості кам'янистих планет, що обертаються навколо найближчих зірок, має велику різноманітність, а деяких типів гірських порід навіть не можна зустріти в нашій Сонячній системі, повідомляє phys.org.

Забруднені білі карлики

Астрономи виявили тисячі екзопланет, що обертаються навколо зірок у нашій галактиці. Однак досі важко зрозуміти, з чого складаються ці планети і чи нагадують вони Землю. Щоб з'ясувати це, астроном Сії Сю з Національної дослідницької лабораторії оптико-інфрачервоної астрономії (NOIRLab), США та геолог Кіт Путирка з Каліфорнійського державного університету у Фресно, вивчили атмосфери так званих забруднених білих карликів. Це щільні стислі ядра колись звичайних зірок, таких як Сонце, які мають у своїй атмосфері матеріал із планет, астероїдів та інших кам'янистих тіл, які оберталися навколо зірки в минулому, але потрапили в її атмосферу та "забруднили" її.

Якщо знайти елементи, які зазвичай не можуть бути присутніми в атмосфері білого карлика, крім водню і гелію, вчені можуть дізнатися, з чого складалися кам'янисті планети, частини яких потрапили в атмосферу зірки.

Уламки, білий карлик, кам'яниста планета
Кам'янисті уламки, фрагменти колишньої кам'янистої планети, що розпалася, на цій ілюстрації спіраллю рухаються всередину до білого карлика.
Фото: phys.org

Процес дослідження

Путирка та Сю вивчили 23 забруднені білі карлики у межах 650 світлових років від Сонця, в яких про кількісну наявність кальцію, кремнію, магнію та заліза було точно відомо завдяки вимірюванням за допомогою Обсерваторії Кека на Гаваях, космічного телескопа Габбл та інших телескопів.

Потім вчені використали відомий вміст цих елементів, щоб дізнатися, які мінерали та гірські породи могли з них утворитися. Дослідники з'ясували, що у цих білих карликів набагато ширший діапазон складів, ніж має будь-яка із внутрішніх планет нашої Сонячної системи. Це зі свого боку свідчить, що планети навколо цих зірок мають різноманітні типи гірських порід у своєму складі.

Незвичайний склад екзопланет

Унаслідок дослідження з'ясувалося, що деякі структури настільки незвичайні, що їм довелося дати нові назви, наприклад, "кварцові піроксеніти" та "періклазові дуніти", щоб класифікувати нові типи гірських порід, які мали існувати на цих планетах.

"Незважаючи на те, що деякі екзопланети, які оберталися навколо забруднених білих карликів, здаються схожими на Землю, більшість з них мають типи гірських порід, які не мають аналогів у нашій Сонячній системі", — говорить Сю.

Екзопланета, білий карлик, космос
Кам'яниста планета, що обертається навколо білого карлика. Ілюстрація.
Фото: Forbes

За словами Путирка, нові типи гірських порід на екзопланетах можуть по-різному впливати на їхній розвиток:

  • одні породи можуть вплинути на розвиток океанів;
  • інші породи можуть плавитися за нижчої температури і створити товсту кору, ніж Землі;
  • деякі типи цих порід можуть бути слабшими, що сприятиме розвитку тектоніки плит.

Учені також стверджують, що високі рівні магнію та низькі рівні кремнію, виявлені в атмосферах білих карликів, говорять про те, що кам'яні уламки планет були частиною мантії, а не їхньої кори.

Але дослідники не заперечують, що ці планети мали континентальний чи інші типи кори. Просто поки що гірські породи з кори неможливо побачити, адже їх набагато менше порівняно з породою з ядра та мантії, щоб точно виміряти.

"Кит навчив мене геології, а я навчив його астрономії, і ми дізналися, як розібратися в цих загадкових екзопланетних системах", — каже Сю.