Planeedirohkus külvab segadust

Tagasi

Edasi

Foto: M.Garlick/SPL

Üha sagedamini avastatakse väljaspool meie päikesesüsteemi asuvaid keskmise suurusega planeete, mille arvukus seab kahtluse alla senised planeeditekke mudelid.

NASA Kepleri kosmoseteleskoobi avastatud eksoplaneetide nimekirja lisandub uusi planeete nagu seeni pärast vihma.

Seni on täheteadlaste seas tekitanud hämmingut, et kuni pooled avastatud planeetidest on Maast suuremad, kuid Neptuunist väiksemad. Need nn super-Maad moodustavad juba omaette planeetide kategooria ning neid võib olla planeetide seas üldse kõige rohkem.

Ainuüksi need super-Maad tekitavad küsimusi traditsiooniliste planeeditekke mudelite paikapidavuses. Küsitavusi suurendab veelgi see, et enamik neist planeetidest tiirleb oma kodutähele väga lähedastel orbiitidel, kus neid mudelite järgi leiduda ei tohiks.

Esimesed planeeditekke mudelid said inspiratsiooni meie päikesesüsteemi planeetide suurteks ja väikesteks jagunemisest. Nende aluseks oli planeedi sisetuuma juurdekasv. Teooriate järgi võivad tähte ümbritseva protoplanetaarse ketta tolmust moodustuda väikesed kivimitest ja jääst taevakehad, mis omavahel põrkudes ühinevad.

Ketta seespoolses osas leidub liiga vähe planeedimaterjali ning see ei võimalda neil tuumadel Maast oluliselt suuremaks kasvada. Protoplanetaarse ketta äärealadel võivad need aga omandada Maast kümme või isegi rohkem korda suurema massi, millest piisab tohutus koguses gaasi ligitõmbamiseks ja Jupiteri sarnaseks gaasihiiuks muutumiseks.

Esimesed nende mudelitega vastuollu minevad Jupiteri mõõtu oma tähele väga lähedal asuvad planeedid, millel kulub orbiidil täistiiru tegemiseks vaid paar päeva, avastati juba 1995. aastal. Teoreetikud kohandasid oma mudeleid, muutes võimalikuks stsenaariumi, mille järgi võivad suured ja kuumad Jupiterile sarnanevad planeedid tekkida kodutähest kaugel, liikudes hiljem tähele lähemale.

Vaatamata sellele näitasid mudelid, et tekkinud super-Maa mõõtmetega planeet peab muutuma gaasihiiuks või vastasel juhul neelatakse see tähe poolt alla, nii oleks tulemuseks sellise suurusega planeetide puudumine. Kepleri avastused teevad need ennustused aga pihuks ja põrmuks, sest selliseid planeete leidub külluses.

Kepleri kosmoseteleskoop mõõdab seda, kui palju valgust planeet tähe eest möödudes blokeerib. Selle abil on võimalik välja arvutada planeedi suurus. Ainult mõnede Kepleri avastatud super-Maade massi on määratud ka maapealsete vaatlustega, mis jälgivad kui palju planeedi gravitatsioon tähte mõjutab.

Tundub, et osa neist Maast kordades suurematest planeetidest on väga väikese tihedusega. See näitab, et neil võib olla väike kivine tuum, mida ümbritseb paks gaasikiht.

Kepleri kosmoseteleskoobi projekti juures töötava Amesi uurimiskeskuse astronoomi Jack Lissaueri arvates võis nende planeetide puhul kõigepealt tekkida tähesüsteemi äärealal väikene sisetuum, mis hakkas  enda ümber paksu gaasikihti kasvatama, kuid ei saavutanud kunagi tõelise gaasihiiu mõõtmeid.

Ilma gaasikihi kinnihoidmiseks vajaliku hiidplaneedi võimsa gravitatsioonita on sellise planeedi atmosfäär hõre. Planeet võib siiski omandada super-Maa mõõtmed tänu jahtumisprotsessile. See põhjustab atmosfääri kokkutõmbumist, mis omakorda võimaldab rohkem gaasi juurde tõmmata. See stsenaarium ei pruugi aga sobida kõige väiksemate ja tihedamate super-Maade tekke selgitamiseks.

Ka ei suuda ükski olemasolevatest teooriatest selgitada, kuidas saavad super-Maad asuda oma tähtedele sedavõrd lähedal. Lissaueri sõnul peitub probleem planeetide orbiidi tähele lähemale liikumist selgitavates mudelite osades.

Toronto ülikooli astrofüüsiku Norm Murray mudeli järgi tekivad super-Maad aga teisiti. Tema arvates liiguvad algselt moodustunud kivised taevakehad kõigepealt tähele ligemale, hakates alles seejärel endale gaasikihti juurde kasvatama.

• Tweet