Siden astronomer bekræftede den første exoplanet i 1995, er de ved at afsløre næsten 3.900 fjerne verdener, hvor tusinder stadig venter på analyse. Disse planeter findes i alle former og størrelser: der er nogle, der har hævet sig for at være større end Jupiter og planeter, så varme, at de har himmel lavet af fordampet metal, der regner lava. Nogle har den rigtige størrelse og temperatur til at rumme flydende vand og muligvis liv, og man kan muligvis være lavet af diamant.
Nu, rapporterer Jeremy Rehm på Science News, kan vi tilføje endnu en pladsmærkelighed på listen - en planet produceret ved en massiv kollision af to planeter, hvilket skaber en himmellegeme, der i det væsentlige er en stor kugle af metal med en stenet skorpe.
Planeten er en af fire eksoplaneter, der blev opdaget i 2014 og kredser om en stjerne kaldet Kepler 107 omkring 1.670 lysår væk. Da forskerne besluttede at beregne planetenes størrelse og masse, opdagede de noget usædvanligt. Selvom de to inderste planeter, Kepler 107b og Kepler 107c, er omtrent samme størrelse - cirka 1, 5 gange så store som Jorden - er deres masser ganske forskellige: Kepler 107c er tre gange så tæt som sin søsterplanet og 10 gange så tæt som Jorden .
Yderligere passer Kepler-tvillingerne ikke til det normale mønster for planetdannelse. I de tidlige år af et solsystem er der typisk en beskyttelsesskive lavet af gas og støv, der spinder rundt om en stjerne og planeter kondenseres fra dette materiale. Tyndere, klippere planeter kredser nærmere deres stjerner, da de er lavet af tungere elementer, mens mindre tætte planeter kredser længere væk. Det skyldes, at disse lette planeter normalt er lavet af elementer, som brint og helium, der ville blive fjernet af solvindene, hvis de var tættere på stjernen. Men Kepler 107c bryder denne regel og kredser længere ud end dens lysere søsterplanet, Kepler 107b.
”Det er længere væk fra stjernen [end Kepler 107b], men den er mere massiv, ” fortæller Eric Lopez, en astrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center til Rehm. ”Det er lidt underligt.”
Så hvad gjorde Kepler 107c til et sådan metalhoved, og hvorfor ser det ud til at være ukorrekt? For at undersøge dette spørgsmål indsamlede et internationalt team af forskere over 100 spektroskopiske målinger af planeterne omkring Kepler 107 ved hjælp af National Galileo Telescope på De Kanariske Øer og fodrede derefter dataene i computersimuleringer, rapporterer Helen Briggs og Paul Rincon på BBC.
De ankom adskillige muligheder, der forklarer, hvorfor Kepler 107c er så tæt, men placeret længere væk fra sin stjerne, som udforskes i et papir i tidsskriftet Nature Astronomy . Til at begynde med kunne det være, at det dannede sig tættere på sin sol og derefter gik væk. Det er også muligt, at et bombardement af mindre objekter ramte en større, tidligere version af Kepler 107c og fjernede det meste af dets stenede ydre skal, hvilket efterlod planetens tætte metalkerne. Men det mest overbevisende scenario er en kollision mellem to verdener.
Hvis to stenede planeter - hver med cirka 10 gange jordens masse og hver med en jernkerne, der udgør omkring 30 procent af dens masse - styrtede ned i hinanden med høj hastighed, kunne det rive væk eller fordampe det meste af klippematerialet og producerer en selvstændig planet med en overdreven jernkerne. Mens andre scenarier er mulige, er kollisionsteorien den idé, der forklarer data bedst.
Mens megapåvirkninger mellem planeter og protoplaneter antages at ske temmelig ofte rundt omkring i universet, har astronomer aldrig været vidne til begivenheden eller fundet bevis på fænomenet uden for vores solsystem. Hvis Kepler 107c blev skabt af en kollision, kunne det hjælpe os med at forstå mere om planetdannelse.
"Gigantiske påvirkninger antages at have haft en grundlæggende rolle i udformningen af vores nuværende solsystem. Månen er sandsynligvis resultatet af en sådan påvirkning, Mercurys høje tæthed kan også være, og Plutos store satellit Charon blev sandsynligvis fanget efter en gigantisk påvirkning, ”Siger co-forfatter Zoe Leinhardt fra University of Bristol i en pressemeddelelse.” Men indtil nu havde vi ikke fundet noget bevis for gigantiske påvirkninger, der forekommer i planetariske systemer uden for vores egne. Hvis vores hypotese er korrekt, ville den forbinde den generelle model, vi har til dannelse af vores solsystem med et planetarisk system, der er meget anderledes end vores eget. "
Mens hypotesen er fascinerende, vil den være vanskelig at bevise. Cayman Unterborn, eksogeolog ved Arizona State University, fortæller Rehm på Science News, at det er en spændende idé, men det er ikke rigtig muligt at ekstrapolere data om Kepler 107c's mantel og kerne blot fra dens densitet. Der kan være andre ting, som vi endnu ikke forstår.
"Når du har en planets tæthed, kan du se, om det er stenet eller vandigt eller gassigt, " siger han. ”Men faktisk er det meget hårdt at få, hvor mantelen er kontra kernen, ” skønt han håber, at papiret “tilskynder til en sund debat om oprindelsen af planeter, der er slags underlige.”
Og det er sandsynligt, at astronomer snart svømmer i data om underlige eksoplaneter. Lige i sidste måned frigav forskerne det første drypp af data fra NASAs næste gen, planetjagt-satellit TESS, der blev lanceret sidste sommer, og datasættet omfattede 200 potentielle nye verdener, herunder nogle, der allerede virker så underlige som Kepler 107c.
