Eksoplaneet Kepler-1520b on oma hosttähega nii lähedal, et lõpetab orbiidi veidi enam kui poole päevaga. Selles vahetus läheduses on Kepler-1520b tõusulainega tihedalt seotud gravitatsioonilise stabiilsusega, hoides planeedi ühte osa tähe ja teise poole kogu aeg eemale. Kahjuks Kepler-1520b jaoks muudab see paigutus planeedi täheküljest küljeks sula kivide ja magma merede kloppimismassiks, aeglaselt kosmosesse keerates.
Ehkki Kepler-1520b pole selle galaktika jaoks kuigi pikk, tahavad astronoomid õppida tundma rohkem lagunevat maailma, mis asub Maast umbes 2000 valgusaasta kaugusel. Planeetide komeeditaoline tolmu ja prahi saba võiks anda ülevaate galaktika kõigi planeetide fundamentaalsest moodustumisprotsessist. Uued teleskoobid, näiteks NASA James Webbi kosmoseteleskoop, mis plaanitakse käivitada 2021. aastal, võivad olla võimelised proovima Kepler-1520b ja kahe teise aeglaselt laguneva maailma pilve.
"Eksoplaneetide süsteemi koostis võiks Päikesesüsteemist oluliselt erineda, " ütleb Arizona osariigi ülikooli eksoplaneedi teadlane Eva Bodman. Järjest enam eksoplaneete avastades hämmastab astronoome see, kui ainulaadne meie päikesesüsteem välja näeb teistest tähtedest tiirlevatelt planeetidelt. Bodman otsustas teha kindlaks, kas väikese, kivise ja laguneva eksoplaneedi koostist on võimalik mõõta, uurides selle järel liikuvat prahti. Kuid seal oli probleem.
Kiviste elementide sõrmejälgede märkamine nõuab maailmade uurimist infrapuna abil. Maapealsed teleskoobid ei ole nende tuvastamiseks piisavalt tundlikud, jättes alles NASA peagi taanduva Spitzeri kosmoseteleskoobi ja Boeing 747 pardal atmosfääri kohal kantava teleskoobi SOFIA. Kummalgi instrumendil pole kiviaine otsimiseks vajalikku ulatust, vahendab Bodman. ütleb. Kuid James Webb, mille eesmärk on uurida nii infrapuna- kui ka iidseid galaktikaid ja universumi kõige kaugemaid objekte eksoplaneete, peaks olema võimeline prahtima pilvedest läbi ja tuvastama mõned nende koostisosad.
James Webbi kosmoseteleskoop, mis plaanitakse käivitada 2021. aastal, võiks olla piisavalt võimas, et mõõta kiviste eksoplaneetide sisemisi kompositsioone, kuna need on nende tähtede poolt laiali rebitud. (NASA) "Webb oleks võimeline mõõtma erinevate mineraalide suhtelist arvukust, " ütleb Bodman. "Sellest võime järeldada, et nende planeetide sisemuse geokeemia oli enne nende lagunemist." Bodman ja tema meeskond leidsid lagunevate eksoplaneetide uurimise teostatavuse kohta avaldati Astronomical Journalis eelmise aasta lõpus.
**********
2012. aastal leidsid NASA Kepleri kosmoseteleskoobi andmeid üle vaadanud teadlased märke, et maailm on kuumuse ja rõhu tõttu aeglaselt purustatud, vahendab Kepler-1520b. Järgnevatel aastatel leiti Kepleri ja selle laiendatud missiooni K2 tuhandete eksoplaneetide hulgast veel kaks hakitud planeeti. Ümberringi oma tähti vaid mõne tunniga tiirlevad need kivised kehad tähtede vastas olevate ülekuumendatud piirkondade temperatuuril 4200 kraadi (7640 kraadi Fahrenheiti).
Äärmuslikud temperatuurid mõjutavad planeedi lahustumist. "Atmosfäär on lihtsalt kiviaur, " ütleb Bodman. "Selle kiviauru atmosfääri tõrjub planeedi õhuke kuumus."
Tähtede tekitatud kiirgus surub vastu planeedi aurustunud atmosfääri, luues häguse saba. Ehkki Kepler ei suutnud otseselt mõõta, kui suured varjuga planeedid olid, viitavad simulatsioonid, et need asuvad Kuu ja Marsi suuruse vahel. Mis tahes kompaktsem ja lagunemisprotsess lülitatakse välja.
Need objektid ei olnud alati nii väikesed ja kahanenud. Arvatakse, et Kepler-1520b ja kaks muud sarnast objekti on moodustunud gaasihiiglastena, misjärel nad rändasid sisse oma hosttähtede poole ja eemaldati kogu tee kuni kivise südamikuni.
Viimastel aastatel on eksoplaneedi teadlased teinud suuri samme, uurides teiste tähtedega tiirlevate suurte gaasiliste planeetide atmosfääri. Enamik sellest materjalist on rikas vesiniku ja heeliumi poolest ning seda saab tuvastada NASA Hubble'i kosmoseteleskoobi abil. Kuid kivised materjalid langevad spektri erinevasse ossa, "lainepikkustel, kuhu Hubble praegu ei jõua", ütleb Marylandi NASA Goddardi kosmoselennukeskuse teadusuuringute astrofüüsik Knicole Colon, kes on uurinud lagunevat planeeti K2-22. "James Webbiga saaksime minna neile lainepikkustele."
Kasutades Webbit selliste materjalide nagu raud, süsinik ja kvarts jahtimisel, saaksid astronoomid paremini aru, mis toimub kaugetes maailmades. "Kui me suudaksime tuvastada mõnda neist tunnustest, võiksime kindlalt öelda, mis need kivised kehad välja teevad, " ütleb Colon. "See võib kindlasti olla väga informatiivne kiviste eksoplaneetide mõistmiseks üldiselt."
Pärast tähe sündi moodustuvad tolmupilvest ja gaasijääkidest planeedid. Teadlaste arvates loodi Päikesesüsteemi maailmad kivimite akrimineerimisel tuntud protsessi abil, mille käigus väikesed tolmu ja gaasi tükid kogunevad suuremate ja suuremate objektide tegemiseks. Lõpuks kasvavad gaasigigaanide tuumad piisavalt massiliselt, et meelitada järelejäänud gaasi, moodustades nende paksu atmosfääri. Kuid täpseid samme on endiselt raske kindlaks teha.
Teiste tähtede ümber asuvate planeetide interjöörid varieeruvad sõltuvalt selles keskkonnas leiduvatest elementidest. Nende erinevuste sortimine aitaks teadlastel paremini mõista neid, kes planeedi moodustamise esimesi samme häirivad.
Kunstniku kujutis kivisest, Maa suurusest eksoplaneedist, mis tiirleb ümber teise tähe. (NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle) "Pole mingit põhjust, et päikesesüsteem peaks erinema eksoplaneetidest ja vastupidi, " ütleb Colon. "Me oleme kõik planeedid, nii et moodustasime kõik võib-olla sarnastel viisidel. Nende planeetide mõistmine on järjekordne samm suurema pildi kujundamisel."
Kuid isegi sarnaste moodustumisprotsesside korral kahtlustab Bodman, et teiste tähtede ümber olevad planeedid ei pruugi nii tuttavad välja näha. "Eksoplaneedisüsteemi koostis võib Päikesesüsteemist oluliselt erineda, " ütleb ta.
Ehkki Webb suudab ainult eksoplaneetide koostise kohta teavet kiusata, võivad täiustatud instrumendid ühel päeval lubada lagunevatel planeetidel enda kohta veelgi rohkem paljastada. Planeetide erodeerumisel võivad astronoomid saada oma interjöörile enneolematu pilgu, võib-olla ka tuumani. "Teoreetiliselt võiksime nendest eksoplaneetidest teada rohkem kui isegi Maa kohta ja kindlasti rohkem kui teiste Päikesesüsteemi planeetide kohta, " ütleb Bodman.
**********
Erinevalt tähtedest, mis võivad särada kümneid miljardeid aastaid, kleepuvad hakitud maailmad ringi vaid suhteliselt lühikese aja jooksul. Simulatsioonid viitavad sellele, et K2-22 taolistel planeetidel on alles täielik hävimine umbes 10 miljonit aastat. Ja kuna kõik kolm maailma orbiiditähte, mis on miljardeid aastaid vanad, ei ole nad tõenäoliselt olnud väga kaua oma praegustel positsioonidel.
Bodman ja Colon arvavad mõlemad, et hukule määratud planeedid moodustasid arvatavasti oma süsteemi kaugele ja rändasid seejärel aja jooksul sissepoole. Koostoimed teiste planeetidega võisid neid saatuslikel trajektooridel ajendada, ehkki kõik need kolm lagunevat planeeti on nende vastuvõtvate tähtede ainsad teadaolevad satelliidid. Bodman ütleb, et tõenäoliselt on maailmad alles hiljuti alustanud oma tähtede lähedast orbiiti, kuid kuidas nad sinna jõudsid, jääb lahtiseks küsimuseks.
Laguneva planeedi lühike eluiga - ainult tähe pikemas elus - on ilmselt põhjus, miks neid maailmu on leitud nii vähe. "Nad on kindlasti haruldased, " ütleb Bodman.
Mõlemad naised nõustuvad, et on hea võimalus, et Kepleri andmetes sisaldub veel üks või kaks lagunevat eksoplaneeti, eriti K2 viimased tulemused. Ja hiljuti käivitatud Exit Planet Survey Satellite (TESS), mis on juba leidnud sadu uusi planeete, hakkab tootma veelgi rohkem.
"Arvan, et kõige läbi sõelumiseks kulub natuke aega, kuid loodan, et leiame veel, " sõnab Colon.
