膨らんだ雰囲気の太陽系外惑星のアーティストのイメージ。
（画像：©NASA）
NASAのケプラー宇宙望遠鏡によって発見された2つの世界の密度は、綿菓子のパッケージとほぼ同じです。わずか5億年前の若い星を周回する2つの惑星は、地球の質量の10倍未満の重さですが、ガスジャイアントとほぼ同じ幅の新生世界です。
NASAのハッブル宇宙望遠鏡を使用して、研究者たちは、Kepler-51bとKepler-51dとして知られる2つの「おいしい」世界の追跡観察を行いました。彼らは、世界の肥大化した大気がその表面の上に伸びるもやを含んでいる可能性が高いことを発見しました。世界の拡大した大気は、それらを珍しい種類の太陽系外惑星、スーパーパフに置きました。
「これらはこれまでで最も密度の低い太陽系外惑星です」とジェシカ・ロバーツは先月言った。彼女は、デンバーで開催された米国天文学会の第232回年次総会で予備結果を発表しました。コロラド大学ボルダー校の大学院生であるロバーツは、惑星の地球のような比較を探究するのを助けました。彼女はスーパーパフの珍しい類似物、甘いものを見つけました。 [2017年の最も興味深いエイリアンプラネットの発見]
「綿菓子でできた巨大な惑星を描いて欲しい」と彼女は言った。
「本当にふわふわしたタイタンズ」
2011年、ケプラーは若い星ケプラー51を周回する低密度の世界を発見しました。後の研究で、この惑星には兄弟が2人いることが確認されました。 3つの惑星はすべて膨張した大気を持ち、初期の観測では密度が低いことが示唆されました。
スーパーパフは、ボルダーのロバーツ博士の顧問、ザコリーベルタトンプソンの注目を集めました。数人の同僚とともに、科学者たちはハッブルを使用して、51bと51dの大気の化学を調査しました。ペアが星と地球の間を2回通過したときです。第3の世界である51cは、システムの太陽の端を切り取って、大気を隠しているだけだったため、新しい研究の一部ではありませんでした。
研究者たちは、両方の惑星がエアロゾルと呼ばれる小さな粒子が大気を支配していることを示唆する信号を生成したことを発見しました。これらのエアロゾルは、大規模なクラウドバンクによって作成されるか、惑星を取り巻く煙霧の兆候である可能性があります。
「私たちが最も推測しているのは、ある種の雲の凝縮を扱っていないことです」とロバーツ氏は語った。 「私たちが扱っている可能性が高いのは、それが何でできているのかがわからない、ある種の光化学ヘイズです。」
太陽系では、土星の最大の月であるタイタンが、炭化水素、おそらくメタンとエタンでできているかすみ層によって支配される唯一のものです。巨大な月は、ヘイズの拡張バージョンに耐えることができるスーパーパフへの洞察を提供するかもしれません。
「本当にふわふわしたタイタンを見ているかもしれない」とロバーツ氏は語った。 [ゴージャスなカッシーニ写真で土星の大きな月の巨人の上に夕暮れの霞が輝く]
綿菓子の惑星
惑星の密度を計算するには、高校の物理学に戻る必要があります。オブジェクトの密度は、その質量をその体積で割ったものです。ボリュームはその半径によって決まります。ハッブルの正確な測定は、研究者が太陽系外惑星の質量をよりよく拘束するのに役立ちました。半径、つまり体積を見つけるために、科学者は惑星のサイズをその星と比較します。星について知られていることを再検討することにより、ロバーツと彼女の同僚はより正確な半径を決定することができました。
ケプラー51bの質量は地球の約2倍、半径は約7倍大きく、45日ごとにその星を周回しています。 130日間の軌道を持つKepler-51dは少し大きく、半径は地球の約10倍で、地球の約7.5倍です。 3番目の兄弟であるKepler-51cは、星の周りを移動するのに85日かかり、地球の半径の約4倍です。
研究者は、更新された質量と修正された半径を組み合わせることにより、惑星の密度が0.03グラムから0.06グラム/立方センチメートルの範囲であると計算できました。これは、太陽系で最も密度の低い惑星である土星の10分の1の密度であり、十分な大きさの浴槽を見つけることができれば、水に浮かぶ惑星です。
現実の世界でそれが何を意味するかを理解するには、もう少し作業が必要ですが、ロバーツは決心しました。
彼女の最初の考えはマシュマロでした。彼女は電子レンジでバッチを溶かしましたが、白いおやつはまだ濃すぎました。
「それはただの恐ろしい混乱でした」と彼女はSpace.comに語った。
彼女は綿菓子の控除として、食料品店に行き、綿菓子の容器を購入しました。紡ぎたての材料は十分な密度ではありませんでしたが、パッケージ済みの浴槽が機能することを望みました。彼女は容器の容量を測定し、材料の重さを量ってその密度を計算しました。これはスーパーパフに非常によく似ています。
「私はこれらの浴槽をたくさん購入しました。[キャッシャー]はまるで綿菓子のファンであるに違いありませんでした」とロバーツは言いました。
「まるで科学のようだった」
若い惑星
なぜこれらの世界はそんなに密集しているのですか？ロバーツ氏は、若者たちが重要な役割を果たす可能性があると考えています。惑星は、塵と岩が衝突して世界を構築するときに形成されます。岩の多いコアが十分に重い場合、その重力が軽いガスを引き込み、大気を作り出します。
モデルによると、3つのスーパーパフは、システムの雪のラインの外側に形成されました。中央の星の周りの目に見えない境界は、ガスが氷に凝縮するほど冷たくなっています。その後、惑星は内側に移動し、現在の軌道に達しました。彼らが暖かい星に近づくと、彼らの氷は溶けて膨らみ始めるガス状の雰囲気を作り出しました。
惑星は、それらを形成した衝突から暖かく始まりますが、時間とともに冷え、物質の収縮を引き起こします。同時に、恒星風は彼らの大気の一部を取り除きます。ロバーツによると、モデルは、地球が今日より少し古い次の50億年の間に、51bが典型的な海王星の惑星のように見えることを示唆しています。星から遠いので、「51dは大気の一部が取り除かれているわけではないので、ちょっと変なボールになるだろう」と彼女は言った。
「数十億年以内に、これらの惑星は現在よりも小さく見えるだろう」とロバーツ氏は語った。
ロバーツ氏によると、スーパーパフの1つに立つことができれば（表面が岩だと仮定すると）、大気の圧力はおそらく圧倒的に高くなるでしょう。気圧が低くなる大気中の高いところに浮いたほうがいいと彼女は付け加えた。
その生涯の早い段階で、地球はおそらくそれ自身の肥大化した雰囲気を誇っていた、と彼女は言った。
科学者たちは、この夏の終わりに彼らの研究を出版のために提出することを計画しています。
青、ピンク、紫、緑など、綿菓子の色をスポーツするには、甘い世界が必要です。
