Новое астрогеологическое исследование предполагает, что большинство близлежащих скалистых экзопланет совершенно не похожи ни на одно тело в нашей Солнечной системе.
Астрономы открыли тысячи планет, вращающихся вокруг звезд в нашей галактике. Однако трудно точно узнать, из чего сделаны эти планеты и похожа ли какая-либо из них на Землю. Чтобы выяснить это, астроном Сийи Сюй из NOIRLab NSF в сотрудничестве с геологом Китом Путиркой из Калифорнийского государственного университета во Фресно изучает атмосферы так называемых загрязненных белых карликов.
Белые карлики - сжавшиеся ядра закончивших свою жизнь звезд, таких как Солнце, - могут содержать посторонние вещества с планет, астероидов или других скалистых тел, которые когда-то вращались вокруг звезды, но в конечном итоге упали в белый карлик и «загрязнили» его атмосферу. Путем поиска элементов, которые не встречаются в атмосфере белого карлика (что-либо кроме водорода и гелия), ученые могут выяснить, из чего состояли скалистые планетные объекты, поглощённые этой звездой.
Путирка и Сюй изучили 23 загрязненных белых карлика примерно в 650 световых годах от Солнца, используя спектрометр Эшелле с высоким разрешением (HIRES) в обсерватории Кек на Гавайях, космический телескоп «Хаббла» и другие обсерватории точно измерив содержание в них кальция, кремния, магния и железа. Затем ученые использовали измеренные содержания этих элементов, чтобы восстановить минералы и горные породы, которые когда-то состояли из этих элементов.
Результаты исследования Путирки и Сюя были опубликованы 2 ноября 2021 года в журнале Nature Communications.
Ученые обнаружили, что белые карлики имеют гораздо более широкий диапазон составов, чем любая из внутренних планет в нашей Солнечной системе, предполагая, что их планеты имели более широкий спектр типов горных пород. На самом деле, некоторые из этих композитов настолько необычны, что Путирке и Сюй пришлось придумать новые названия (такие, как «кварцевые пироксениты» и «периклассовые дуниты»), чтобы классифицировать новые типы горных пород, которые должны были существовать на этих планетах.
По словам Сюя, некоторые экзопланеты, которые когда-то вращались вокруг загрязненных белых карликов, были похожи на Землю, но большинство из них имели экзотический для нашей Солнечной системы тип породы. У них нет прямых аналогов в Солнечной системе.
Предыдущие исследования загрязненных белых карликов обнаружили элементы, полученные из горных пород, включая кальций, алюминий и литий. Однако Путирка и Сюй объясняют, что это вторичные элементы (которые обычно составляют небольшую часть земной породы) и что измерения основных элементов (которые составляют большую часть земной породы), особенно кремния, необходимы для определения породы, из которой могли состоять эти планеты.
Кроме того, Путирка и Сюй обнаружили, что высокие уровни магния и низкие уровни кремния, измеренные в атмосферах белых карликов, предполагают, что обнаруженные тяжелые элементы, вероятно, происходят изнутри планет - из мантии, а не из коры.
Некоторые предыдущие исследования загрязненных белых карликов сообщали о признаках континентальной коры каменистых планет, которые когда-то вращались вокруг этих звезд, но Путирка и Сюй не нашли никаких доказательств наличия пород, присутствующих в земной континентальной коре. Однако эти наблюдения не исключают, что эти планеты имели континентальную кору или другие типы коры.
По словам Сюй, объединение усилий астронома и геолога стало ключом к разгадке секретов, скрытых в загрязненной атмосфере белых карликов.
Источник: Обсерватория Кека
