Pētnieki mēģina noskaidrot, no kā sastāv planētas, kas arvien vairāk sastopamas ārpus mūsu Saules sistēmas, raksta eurekalert.org.
Vai kosmosā ir otra Zeme? Pateicoties jaunajām tehnoloģijām, mūsu zināšanas par planētu sistēmām nepārtraukti pieaug. Līdz šim ārpus mūsu Saules sistēmas ir atklātas 3700 planētas. Šo eksoplanētu planētu masas un rādiusus var izmantot, lai noteiktu to vidējo blīvumu, bet ne precīzu ķīmisko sastāvu un struktūru. Tāpēc joprojām paliek atklāts intriģējošs jautājums: kā izskatās šīs planētas.
"Teorētiski mēs varam pieņemt visdažādākās lietas, piemēram, tīra ūdens pasauli, absolūtus kalnus vai planētu ar ūdeņraža un hēlija atmosfēru …" skaidro Maikls Lozovskis, doktorants ar profesora Ravita Helinga grupu Cīrihes universitātes Skaitļošanas zinātņu institūtā.
Lozovskis un kolēģi izmantoja datu bāzes un statistikas rīkus, lai raksturotu eksoplanētas un to atmosfēru. Parasti tos ieskauj gaistošs ūdeņraža un hēlija slānis. Tomēr pieejamie dati neļauj pētniekiem noteikt precīzu planētas uzbūvi, jo vienas masas un rādiusa planētām var būt atšķirīgs sastāvs. Papildus ar masu un rādiusu saistīto datu precizitātei pētnieku grupa pētīja arī iespējamo iekšējo struktūru, temperatūru un atstaroto starojumu no 83 no 3700 zināmajām planētām, kurām ir precīzi noteikta to masa un rādiuss.
“Mēs izmantojām statistisko analīzi, lai noteiktu iespējamo kompozīciju robežas. Izmantojot atklāto eksoplanētu datu bāzi, mēs noskaidrojām, ka katrai teorētiskajai planētas struktūrai ir “sliekšņa rādiuss” - rādiuss, virs kura planētai nevar būt noteikts sastāvs,”skaidro Maikls Lozovskis. Svarīgs faktors sliekšņa rādiusa noteikšanā ir gāzveida slānī esošo elementu skaits, kas ir smagāks par hēliju, ūdeņraža un hēlija procentuālais daudzums, kā arī elementu sadalījums atmosfērā.
Skaitļošanas zinātnes institūta pētnieki ir atklājuši, ka planētām, kuru rādiuss ir līdz 1,4 reizes lielāks nekā Zemes (6371 km) rādiuss, var būt līdzīgs sastāvs kā Zemei. Planetās, kuru rādiuss pārsniedz šo slieksni, ir lielāks silikātu vai citu vieglu materiālu īpatsvars. Lielākajai daļai planētu, kuru rādiuss ir lielāks par 1,6 Zemes rādiusiem, papildus akmeņainajam kodolam ir jābūt ūdeņraža vai ūdens slānim, savukārt rādiuss, kas lielāks par 2,6 Zemes, nozīmē, ka planētas nevar būt ūdens pasaules, tāpēc tām jābūt ieskautām atmosfēru. Paredzams, ka planētas, kuru rādiuss pārsniedz 4 Zemes rādiusus, būs ļoti gāzveida un sastāvēs no vismaz 10 procentiem ūdeņraža un hēlija, līdzīgi kā Urāns un Neptūns.
Pētījuma rezultāti sniedz jaunu ieskatu planētu attīstībā un daudzveidībā. Viens īpaši interesants slieksnis attiecas uz atšķirību starp lielām Zemei līdzīgām planētām, ko citādi sauc par superzemēm, un mazām gāzes planētām, ko sauc par mini-Neptūnu. Pēc pētnieku domām, šis slieksnis ir trīs reizes lielāks par Zemes rādiusu. Tādējādi zem šī sliekšņa galaktikas plašumā var atrasties uz Zemi līdzīgas planētas.