Es stellt sich heraus, dass Exoplaneten so süß sein können wie eine Reise zur Staatsmesse: Zwei Welten, die vom Kepler-Weltraumteleskop der NASA entdeckt wurden, haben ungefähr die gleiche Dichte wie eine Packung Zuckerwatte. Die beiden Planeten, die einen jungen Stern nur etwa 500 Millionen Jahre alt umkreisen, sind neugeborene Welten, die fast so breit sind wie Gasriesen, obwohl sie weniger als das Zehnfache der Masse der Erde wiegen.,
Mit dem Hubble – Weltraumteleskop der NASA machten die Forscher Follow-up-Beobachtungen der beiden „köstlichen“ Welten, bekannt als Kepler-51b und Kepler-51d. Sie fanden heraus, dass die aufgeblähten Atmosphären der Welten höchstwahrscheinlich einen Dunst enthielten, der sich hoch über ihre Oberfläche erstreckte. Die erweiterten Atmosphären der Welten brachten sie in eine seltene Klasse von Exoplaneten, die Super-Puffs.
„Dies sind die bisher Exoplaneten mit der niedrigsten Dichte“, sagte Jessica Roberts letzten Monat. Sie präsentierte die vorläufigen Ergebnisse während des 232nd Halbjahrestreffens der American Astronomical Society in Denver., Ein Doktorand an der University of Colorado, Boulder, Roberts half Sleuth, einen erdähnlichen Vergleich für die Planeten durchzuführen. Sie fand ein ungewöhnliches Analogon für die Super-Puffs — ein süßer Leckerbissen.
„Ich möchte, dass Sie sich riesige Planeten aus Zuckerwatte vorstellen“, sagte sie.
„Really fluffy Titans“
2011 entdeckte Kepler eine Welt mit niedriger Dichte, die den jungen Stern Kepler 51 umkreiste; spätere Studien bestätigten, dass der Planet zwei Geschwister hatte. Alle drei Planeten haben eine pralle Atmosphäre, und die ersten Beobachtungen deuteten auf ihre geringen Dichten hin.,
Die Super-Puffs erregten die Aufmerksamkeit von Roberts“ Doktorand bei Boulder, Zachory Berta-Thompson, der vermutete, dass die aufgeblähten Atmosphären leichter zu studieren wären als die besiedelten Atmosphären um andere Welten. Zusammen mit mehreren Kollegen verwendeten die Wissenschaftler Hubble, um die Chemie der Atmosphären von 51b und 51d zu untersuchen, als das Paar zweimal zwischen ihrem Stern und der Erde passierte. Die dritte Welt, 51c, nur den Rand des Systems Sonne abgeschnitten, seine Atmosphäre versteckt zu halten, und so war nicht Teil der neuen Studie.,
Die Forscher fanden heraus, dass beide Planeten ein Signal erzeugten, das darauf hindeutet, dass winzige Partikel, Aerosole genannt, die Atmosphären dominierten. Diese Aerosole könnten durch massive Wolkenbänke erzeugt werden, oder sie könnten das Zeichen eines Planeten sein, der Dunst umgibt.
„Unsere beste Vermutung ist, dass wir es nicht mit irgendeiner Art von Wolkenkondensation zu tun haben“, sagte Roberts. „Was wir wahrscheinlich zu tun haben, ist eine Art von photochemischen Dunst, dass wir einfach nicht wissen, was es ist aus.,“
Im Sonnensystem ist der größte Mond des Saturn, Titan, der einzige, der von einer Dunstschicht aus Kohlenwasserstoffen dominiert wird, höchstwahrscheinlich Methan und Ethan. Der massive Mond kann einen Einblick in die Super-Puffs geben, die eine erweiterte Version des Dunstes tragen könnten.
„Wir könnten uns einige wirklich flauschige Titanen ansehen“, sagte Roberts.
Zuckerwatte Planeten
Die Berechnung der Dichte eines Planeten erfordert eine Rückkehr zur Physik der High School. Die Dichte eines Objekts ist seine Masse geteilt durch sein Volumen; Das Volumen wird durch seinen Radius bestimmt., Hubbles präzise Messungen halfen den Forschern, die Masse der Exoplaneten besser einzuschränken. Um ihren Radius — und damit ihr Volumen — zu finden, vergleichen Wissenschaftler die Größe des Planeten mit seinem Stern. Durch einen erneuten Blick auf das, was über den Stern bekannt war, konnten Roberts und ihre Kollegen einen genaueren Radius bestimmen.
Kepler-51b hat eine Masse, die etwa doppelt so groß ist wie die Erde und einen Radius, der etwa siebenmal größer ist, und es umkreist seinen Stern alle 45 Tage. Mit seiner 130-Tage-Umlaufbahn ist Kepler-51d etwas größer, etwa 7,5-mal so massiv wie die Erde mit einem Radius, der fast zehnmal so groß ist wie der unseres Planeten., Das dritte Geschwister, Kepler-51c, benötigt 85 Tage, um den Stern zu umrunden, und hat etwa den vierfachen Erdradius.
Durch die Kombination der aktualisierten Masse mit dem überarbeiteten Radius konnten die Forscher berechnen, dass die Dichten der Planeten zwischen 0, 03 Gramm und 0, 06 Gramm pro Kubikzentimeter lagen. Das ist ein Zehntel so dicht wie Saturn, das Sonnensystem am wenigsten dichten Planeten, und eine, die in Wasser schwimmen würde, wenn Sie eine Badewanne groß genug finden könnten.
Herauszufinden, was das in der realen Welt bedeuten würde, würde etwas mehr Arbeit erfordern, aber Roberts war entschlossen.,
Ihr Erster Gedanke war marshmallows. Sie schmolz eine Charge in der Mikrowelle, stellte jedoch fest, dass die weißen Leckereien noch zu dicht waren.
„Das war einfach ein schreckliches Durcheinander“, sagte sie Space.com.
Für ihre Zuckerwatte-Abzüge ging sie in ein Lebensmittelgeschäft und kaufte Behälter mit Zuckerwatte. Das frisch gesponnene Material war nicht dicht genug, aber sie hoffte, dass die vorverpackten Wannen funktionieren könnten. Sie maß das Volumen des Behälters und wog das Material, um seine Dichte zu berechnen, was den Super-Puffs nahe kam.,
„Ich habe so viele dieser Wannen gekauft, das war wie, du musst ein Zuckerwatte-Fan sein“, sagte Roberts.
“ Ich war wie, es ist für die Wissenschaft.“
Junge Planeten
Warum sind diese Welten so dicht? Roberts glaubt, dass ihre Jugend eine Schlüsselrolle spielen kann. Planeten bilden sich, wenn Staub und Felsen kollidieren, um eine Welt aufzubauen. Wenn der felsige Kern massiv genug ist, zieht seine Schwerkraft leichteres Gas an, um eine Atmosphäre zu schaffen.
Nach Modellen bildeten sich die drei Super-Puffs außerhalb der Schneelinie ihres Systems, der unsichtbaren Grenze um Zentralsterne, wo Gas kalt genug ist, um zu Eis zu kondensieren. Die Planeten wanderten dann nach innen und erreichten ihre aktuellen Umlaufbahnen., Als sie sich dem warmen Stern näherten, schmolz ihr Eis und schuf eine gasförmige Atmosphäre, die sich zu wölben beginnt.
Während Planeten von den Kollisionen, die sie gebildet haben, warm werden, kühlen sie sich mit der Zeit ab und verursachen eine Kontraktion des Materials. Gleichzeitig streifen Sternwinde einen Teil ihrer Atmosphäre ab. Laut Roberts, Modelle deuten darauf hin, dass in den nächsten 5 Milliarden Jahren, wenn es ein bisschen älter als die Erde ist heute, 51b wird mehr wie ein typischer Neptun-Planet aussehen., Weil es weiter weg von dem Stern ist, sagte sie, dass „51d wahrscheinlich ein bisschen ein oddball sein wird, weil es nicht so viel von seiner Atmosphäre beraubt.“
„In ein paar Milliarden Jahren werden wir diese Planeten kleiner sehen, als sie jetzt sind“, sagte Roberts.
Wenn Sie auf einem der Super-Puffs stehen könnten (vorausgesetzt, es hat eine felsige Oberfläche), wäre der Druck der Atmosphäre wahrscheinlich mürrisch hoch, sagte Roberts. Sie“d besser Umlauf, der höher in die Atmosphäre, wo der Druck niedriger wäre, fügte Sie hinzu.,
Zu Beginn ihres Lebens rühmte sich die Erde wahrscheinlich ihrer eigenen aufgeblähten Atmosphäre, sagte sie, obwohl sie sie wahrscheinlich sehr schnell verlor.
Die Wissenschaftler planen, ihre Forschung noch in diesem Sommer zur Veröffentlichung vorzulegen.
Jetzt brauchen wir nur noch die süßen Welten, um Zuckerwatte-Farben wie Blau, Pink, Lila oder Grün zu tragen!
Folgen Sie Nola Taylor Redd bei @NolaTRedd, Facebook oder Google+. Folgen Sie uns unter @Spacedotcom, Facebook oder Google+. Ursprünglich veröffentlicht am Space.com.