Да ли је каменита планета светлија или гасовита планета? Најсјајнија звезда у Сунчевом систему, у смислу привидне магнитуде и Бондовог албеда, је наравно Земљин сусед Венера. Као планета, Венера је далеко светлија од тих звезда у нашем погледу и дефинитивно је „најсветлија звезда на ноћном небу“. Док је најсјајнија планета у нашем соларном систему стеновита, исто се не може рећи за спољашњи соларни систем. Можете ли замислити свет са облацима металне паре и титанијумске кише око себе?
„Сјајна месечина пре спавања, сумња на мраз на земљи“. Знамо да иако се месец зове месечина, ову светлост не емитује сам месец, већ одбија сунчеву светлост. Исто важи и за планете. Иако месец изгледа светао, то је углавном зато што је тако близу нас, а не зато што рефлектује светлост. Месечев албедо је заправо веома низак, само око 10 процената.
Најмање рефлектујући од осам планета Сунчевог система је Меркур, који, као и месец, нема атмосферу, са албедом мањим од 9 процената. Друге планете нису превише рефлектирајуће ако уопште имају атмосферу. Као и Земља, њен албедо је отприлике исти као и код гасовитих планета, око 30%. Јупитер је мало већи, 50 посто. Али Венера има највећи албедо. Захваљујући својој густој атмосфери и јединственим облацима сумпорне киселине, Венера има албедо од 76 процената! Дакле, може се рећи да је Венера најсјајнији објекат на небу после сунца и месеца.
Да би планета била „најлепша“, поред свог изгледа (висок албедо), мора бити и довољно близу својој звезди. Венера, на пример, не само да одува све своје конкуренте у албеду, већ је и у веома топлој вези са Сунцем, само 0.72 астрономске јединице удаљене од Сунца (3/4 удаљености од Земље ), други после Меркура. Дакле, најсјајнија планета ван нашег Сунчевог система, такође мора бити веома близу звезде домаћина.
У 2019, астрономи су открили ретку планету под називом ЛТТ 9779 б (ТОИ-193 б) поред звезде удаљене 264 светлосне године. Према транзитној методи, планета је веома светла, са албедом од 80 одсто, вишим од Венере. И сасвим сигурно, веома је близу своје звезде домаћина, само 1/42 удаљености од Венере до Сунца (0,017 астрономских јединица). Тако близу извора светлости и тако рефлектујући, можете замислити колико мора да буде светао.
Планета је гасовита планета са 29 Земљиних маса и 4,6 Земљиних радијуса. С обзиром на његову величину и густину, класификован је као објекат Нептуна. Овај објекат је редак не зато што има висок албедо или зато што је објекат сличан Нептану (трећина свих потврђених егзопланета су објекти слични Нептану). Ретко је јер је превише близу звезде домаћина да би Нептунов објекат уопште био овде!
Обично су планете које лете близу својих звезда или огромни гасовити дивови (као што су "врући Јупитери") или стеновите планете величине Земље. Јер ако нисте штит од меса попут претходног, звезде ће вас појести и скинути за врло кратко време (рецимо, 100 милиона година), остављајући вам мало чврсто језгро.
Ово је посебно тачно када су у питању младе звезде. На пример, звезда домаћин планете (ЛТТ 9779), која је око 80 процената величине нашег Сунца, такође је звезда Г низа. Али у поређењу са Сунчевим величанственим 4,6 милијарди година старим „ујаком средњих година“, звезда је још увек „млад човек“ стар мање од 2 милијарде година. Када се суочи са младом звездом са веома јаким зрачењем, било би готово немогуће за било коју планету величине Нептуна да се својом гравитацијом закључа у својој спољашњој атмосфери. Његов водоник и хелијум је требало уклонити, остављајући га са голим каменим језгром.
Погледајте директно график планетарног радијуса и орбиталног периода, његова ордината је планетарни полупречник (јединица: полупречник Земље), а апсциса је орбитални период (јединица: дан). Може се видети да веома близу звезде (период орбите је веома кратак), у основи постоје планете један или два пута веће од радијуса Земље; На нешто већим растојањима, велики гасни гиганти могу бити стабилни; А објекти налик Нептуну у средини, они су углавном даље. Објекти налик Нептуну се ретко налазе у троуглу, па је овај регион познат и као „Нептунова пустиња“.
Али дотична планета (пентаграм на слици) је један од ретких примера „нептунске пустиње“. Пошто је тако близу својој звезди, има веома малу орбиту, обилазећи звезду за 0.8 дана, што значи да „година“ изнад ње траје само 19 сати.
Овако близу звезде, површинска температура планете не сме бити ниска. Да, његова равнотежна температура је скоро 2000К, што је близу површинској температури црвеног патуљка, па се назива и ултра-врући Нептун. Дакле, питање је: како мала, гасовита планета, којом доминирају водоник и хелијум, може да задржи своју атмосферу на тако екстремним температурама?
Неки научници спекулишу да је планета можда била џин величине Јупјупа пре него што јој је њена звезда одузела материјал, остављајући јој тело величине Нептуна. Али тешко је за џиновску планету да изгуби толику масу у кратком временском периоду само са звезданим ветровима и врућим печењем (лаганим испаравањем). Дакле, планета такође може имати друге начине одлива материјала, као што је Роцхе Лобе Оверфлов (РЛО).
Преливање Роцхеовог режња се овде углавном односи на феномен да када се планета гасног гиганта превише приближи звезди (као што је улазак у Роцхеову границу звезде), под дејством плимне силе звезде, спољашњи гас планете шири се изван Роцхеовог режња саме планете, што резултира великим губитком планетарног материјала.
Планета је сада можда у процесу транзиције са џиновске планете на стеновиту, захваљујући комбинацији испаравања звезданог зрачења и преливања Лоцхе лоба услед плимских сила. Загонетно је зашто је процес тако спор.
У раду објављеном у октобру 2023. у часопису Монтхли Роиал Астрономицал Трансацтионс, истраживачи су погледали рендгенске зраке са звезде домаћина планете користећи КСММ-Невтон свемирски телескоп. Открили су да је звезда заправо много мекша него што смо очекивали. Не само да има необично спору ротацију, већ и рендгенски зраци које емитује нису ни приближно тако јаки као што се очекивало, само 15 пута јачи од својих вршњака. Па, мислио сам да је дечак духова, али нисам очекивао да ћу бити слаб учењак. Слабо звездано зрачење може бити један од разлога зашто је планета у стању да одржи атмосферу.
Сада се поставља питање: као врели Нептун, шта објашњава његов 80 посто супервисок албедо? Гасне планете у нашем соларном систему имају, у најбољем случају, 50 процената албеда Јупитера. Са тако великом рефлексивношћу, мора да постоји нешто посебно на овој планети, а њена атмосфера можда крије неке тајне.
Срећом, планета није превише удаљена (само 264 светлосне године), а уз помоћ свемирских телескопа са инфрацрвеним могућностима можемо да видимо шта се налази у њеној атмосфери кроз спектар преноса.
Астрономи су користили телескопе Спитзер, Хуббле и Вебб да посматрају атмосферу планете. Наравно, поред очекиваног састава водоника и хелијума, атмосфера је необично богата металима, стотинама пута више од сунца! Пажљива анализа спектра открила је да су облаци у атмосфери заправо направљени од силиката.
(* У астрономији, елементи осим водоника и хелијума се заједно називају металним елементима)
Силикати су у основи ствари попут камена, песка и стакла, а стеновите планете попут Земље су у основи направљене од силиката. У зависности од састава, тачка кључања силиката је углавном више од две хиљаде степени (или чак више од хиљаду степени за стакло). С обзиром на равнотежну температуру планете од скоро 2,000 степена, она би заиста могла да испари ако би на њој било песка. Али то није све. Поред ових силиката, научници су открили да облаци садрже и метал титанијум. Другим речима, површина планете је прекривена слојем "облака титанијумског песка", није ни чудо што је способност рефлексије толико јака, заједно са целом планетом је велико огледало.
Замислите околину: огромну ватрену лопту која виси на небу, окружена облацима металне паре. Када је температура нижа, ови облаци тешких метала се кондензују у „капи кише“ и падају. Течни метал се затим поново испарава на високим температурама и тако даље.
Ок, да резимирамо: зашто би ова планета могла бити у Нептунској пустињи?
1. Иако је близу своје звезде, њена звезда домаћин је веома слаба на рендгенским зрацима и њен звездани ветар није јак;
2. Садржај метала у атмосфери планете је веома висок, што читаву атмосферу чини веома тешком и тешком за одување;
3. Висок албедо изазван металним облаком блокира већину зрачења звезде, што такође спречава да се планета препече.
Ови разлози за сада изгледају веродостојно, али мистерија овог суперврућег Нептуна је само привремено решена. ЈВСТ би то могао детаљније посматрати у будућности, у нади да ће више доказа помоћи у решавању мистерије.
