Cizí planeta o velikosti Neptunu hustší než ocel – může být výsledkem srážky obří planety

Nová obří planeta je důkazem možných planetárních kolizí

A NeptuneMezinárodní tým astronomů objevil planetu hustší než ocel a věří, že její vznik by mohl být výsledkem dopadu obří planety.

TOI-1853b má téměř dvojnásobek hmotnosti jakékoli jiné známé planety stejné velikosti a její hustota je neuvěřitelně vysoká, což znamená, že je složena z větší frakce horniny, než by se v tomto měřítku normálně očekávalo.

Ve studii zveřejněné dnes (31. srpna) v časopise PřírodaVědci vedení Lucou Nabuniellem z Římské univerzity Tor Vergata naznačují, že jde o výsledek planetárních kolizí. Tyto masivní dopady by odstranily část lehké atmosféry a vody a zanechaly by za sebou velké množství kamenů.

Vedoucí vědecký pracovník a spoluautor Dr. Phil Carter z University of BristolFyzikální fakulta vysvětlila: „Máme silné důkazy o velmi aktivních srážkách mezi planetárními tělesy v naší sluneční soustavě, jako je přítomnost pozemského měsíce, a dobré důkazy od malého počtu exoplanet.“

„Víme, že v systémech exoplanet je velká rozmanitost planet; Mnohé z nich nemají v naší sluneční soustavě ekvivalent, ale často mají hmotnosti a složení mezi kamennými planetami a Neptunem.Uran (ledoví obři).

Graf TOI-1853b. Nedávná studie v časopise Příroda Zdůrazňuje jedinečné vlastnosti planety, která má téměř dvojnásobnou hmotnost a neobvykle vysokou hustotu jiných planet podobné velikosti. Kredit: Luca Nabuniello

Modelování extrémních planetárních vlivů

„Naším příspěvkem ke studii bylo modelování intenzivních obřích dopadů, které by mohly odstranit lehčí atmosféru a vodu/led z původní větší planety, aby se dosáhlo maximální naměřené hustoty,“ řekl Carter.

„Zjistili jsme, že protoplanetární těleso bylo pravděpodobně bohaté na vodu a zažilo intenzivní obří dopad s rychlostí vyšší než 75 km/s, aby vzniklo TOI-1853b, jak bylo pozorováno.“

Tato planeta poskytuje nový důkaz o převládání obřích kolizí při formování planet v celé galaxii. Tento objev pomáhá propojit teorie vzniku planet založené na sluneční soustavě se vznikem exoplanet. Objev této extrémní planety poskytuje nový pohled na formování a vývoj planetárních systémů.

Extrémní planeta s nečekanými vlastnostmi

Postgraduální student a spoluautor Jingyao Du řekl: „Tato planeta je tak úžasná! Normálně očekáváme, že se planety, které vzniknou s tímto množstvím horniny, promění v plynné obry Jupiter která má hustotu podobnou vodě.

„TOI-1853b je velká asi jako Neptun, ale má vyšší hustotu než ocel. Naše práce ukazuje, že by k tomu mohlo dojít, pokud by planeta během svého formování zažila velmi energetické planetární srážky.“

„Tyto srážky odstranily část lehké atmosféry a vody a zanechaly hustou planetu bohatou na horniny.“

Tým nyní plánuje provést podrobná následná pozorování TOI-1853b, aby se pokusili detekovat zbývající atmosféru a prozkoumat její složení.

Docentka a spoluautorka doktorky Zoe Leinhardt uzavřela: „Nikdy předtím jsme nezkoumali tak závažné obří účinky, protože to nebylo něco, co jsme očekávali. Je třeba udělat hodně práce na vylepšení materiálových modelů, které jsou základem našich simulací, a na rozšíření rozsahu extrémních obřích efektů, pro které jsou modelovány.

Reference: „Obrovská planeta velikosti Neptunu“ od Luca Nabunello, Luigi Mancini, Alessandro Suzzetti, Aldo S. Bonomo, Alessandro Morbidelli, Jingyao Du, Li Zeng, Zoe M. Lenhart, Katia Piazza, Patricio E. Cubellos, Matteo Pinamonte, Daniele Lucci, Antonio Maggio, Mario Damaso, Antonino F. Lanza, Jack J. Lessauer, Karen A. Collins, Philip J. Carter, Eric LN Jensen, Andrea Pignamini, Walter Buchen, Luke G. Boma, David R. Ciardi, Rosario Cosentino, Silvano Desidera, Xavier Dumusque, Aldo FM Fiorenzano, Akihiko Fukui, Paolo Giacobe, Crystal L. Ginelka, Adriano Gedina, Gloria Giloy, Avet Harutyunyan, Steve B Howell, John M Jenkins, Michael B Lund, John F Kilkopf, Katie V. Lester, Luca Malavolta, Andrew W. Mann, Rachel A. Mattson, Elizabeth C. Matthews, Domenico Nardello, Norio Narita, Emmanuel Pace, Isabella Pagano, Enrique Bale, Marco Bedani, Sarah Seager, Joshua E. Schleder, Richard B. Schwartz, Avi Schborer, Joseph D. Twiken, Joshua N. Wayne, Carl Ziegler a Tiziano Zingales, 30. srpna 2023, k dispozici zde. Příroda.
doi: 10.1038/s41586-023-06499-2

Simulace byly provedeny pomocí výpočetního zařízení Centra pro výzkum pokročilého výpočetního systému Univerzity v Bristolu. Mezi sponzory patří Rada vědeckých a technologických zařízení (STFC) a Čínská stipendijní rada.