Kæmpepåvirkninger forårsaget af interplanetariske kollisioner

Astronomer har fundet nye beviser for betydelig planetarisk mangfoldighed inden for et enkelt exoplanetsystem, tyder på, at gigantiske højhastighedskollisioner er delvist ansvarlige for planetarisk udvikling.

Et internationalt hold af videnskabsmænd ledet af Italiens Nationale Institut for Astrofysik (INAF) og involverende fysikere fra University of Bristol brugte tre år på at observere det exoplanetariske system Kepler-107 via Telescopio Nazionale Galileo i La Palma.

De samlede mere end hundrede spektroskopiske målinger af alle fire sub-Neptuns masseplaneter i Kepler-107 - opkaldt efter NASA Kepler-rumteleskopet, der opdagede det exoplanetariske system for fem år siden. I modsætning til Jordens forhold til solen, planeterne i Kelper-107-systemet er meget tættere på hinanden og deres værtsstjerne (deres ækvivalent til vores sol). Alle planeterne har en omløbsperiode på dage i modsætning til år.

Det er ikke ualmindeligt, at den planet, der er tættest på værtsstjernen, er tættest på grund af opvarmning og interaktion med værtsstjernen, hvilket kan forårsage atmosfæretab. Imidlertid, som rapporteret i Natur astronomi , i tilfældet med Kepler-107, den anden planet, 107c, er tættere end den første, 107b. Så meget, at 107c i sin kerne indeholder en jernmassefraktion, der er mindst dobbelt så stor som den i 107b, indikerer, at på et tidspunkt, 107c havde et frontalt højhastigheds-gigantisk kollision med en protoplanet af samme masse eller flere kollisioner med flere planeter med en lavere masse. Disse påvirkninger ville have revet en del af klippen og silikatkappen af ​​Kepler-107c, tyder på, at det er tættere nu, end det var oprindeligt.

Bristols Dr. Zoe Leinhardt, beregningsastrofysiker og medforfatter til papiret, fra University of Bristol's School of Physics, forklarer:"Kæmpepåvirkninger menes at have haft en fundamental rolle i at forme vores nuværende solsystem. Månen er højst sandsynligt resultatet af et sådant påvirkning, Kviksølvs høje densitet kan også være, og Plutos store satellit Charon blev sandsynligvis fanget efter et kæmpe nedslag, men indtil nu, vi havde ikke fundet nogen beviser for gigantiske påvirkninger, der fandt sted i planetsystemer uden for vores eget.

"Hvis vores hypotese er korrekt, det ville forbinde den generelle model, vi har for dannelsen af ​​vores solsystem, med et planetsystem, der er meget forskelligt fra vores eget."

Aldo Bonomo, forsker ved INAF og hovedforfatter, sagde:"Med denne opdagelse har vi tilføjet endnu en brik i forståelsen af ​​oprindelsen af ​​den ekstraordinære mangfoldighed i sammensætningen af ​​små exoplaneter. Vi havde allerede beviser for, at den stærke bestråling af stjernen bidrager til en sådan mangfoldighed, der fører til delvis eller total erosion af atmosfærer på de varmeste planeter. stokastiske kollisioner mellem protoplaneter spiller også en rolle, og kan producere drastiske variationer i den indre sammensætning af en exoplanet, som vi tror, ​​det skete for Kepler-107c."

Medforfatter Li Zeng, fra Harvard Origins of Life Initiative i Department of Earth and Planetary Sciences og Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, tilføjede:"Dette er et ud af mange interessante exoplanetsystemer, som Kepler-rumteleskopet har opdaget og karakteriseret. Denne opdagelse har bekræftet tidligere teoretisk arbejde, der tyder på, at gigantiske indvirkninger mellem planeter har spillet en rolle under planetdannelsen."

Kæmpepåvirkninger menes at have fundet sted i vores eget solsystem. Hvis der ofte forekommer katastrofale forstyrrelser i planetsystemer, så forudser astronomer at finde mange andre eksempler som Kepler-107, efterhånden som et stigende antal exoplanetdensiteter bestemmes.