Artis itu menggambarkan sebuah planet ekstrasurya yang lebih kecil dari Neptunus. Sebuah studi baru menunjukkan alasan mengapa planet seperti itu jarang tumbuh lebih besar dari Neptunus: lautan magmatik di planet ini mulai melahap langit.
Diberikan oleh: NASA / ESA / G. Bacon (STScI) / L. Kreidberg & J. Bean (U. Chicago) / H. Knutson (Caltech)Selama bertahun-tahun, sejauh yang kami tahu, tata surya kita adalah satu-satunya di alam semesta. Kemudian teleskop yang lebih maju mulai menemukan perbendaharaan planet yang mengorbit bintang jauh.
Pada tahun 2014, teleskop ruang angkasa NASA Kepler memberi para ilmuwan prasmanan nyata lebih dari 700 exoplanet yang benar-benar baru untuk dipelajari - banyak dari mereka tidak seperti yang diketahui sebelumnya. Dibandingkan dengan raksasa gas seperti Jupiter, yang pertama kali diperhatikan oleh penelitian sebelumnya karena mereka lebih mudah dilihat, planet-planet ini sebagian besar berbatu dan lebih kecil ukurannya.
Para ilmuwan telah memperhatikan bahwa ada banyak planet seperti ukuran Bumi atau sedikit lebih besar dari itu, tetapi sebelum planet mencapai ukuran Neptunus, ada debit yang curam. "Kami bingung mengapa planet biasanya berhenti tumbuh di lebih dari tiga ukuran Bumi," kata Edwin Kite, ilmuwan planet di University of Chicago.
Dalam sebuah artikel yang diterbitkan 17 Desember di Astrophysical Journal Letters, E. Kite dan rekan-rekannya dari Washington University, Stanford University dan University of Pennsylvania menawarkan penjelasan inovatif untuk pembuangan ini: lautan magma di permukaan planet-planet ini dengan mudah menyerap atmosfer mereka segera setelah planet-planet sekitar tiga kali lebih besar Dari bumi.
E. Kite, yang mempelajari sejarah Mars dan iklim dunia lain, telah dipersiapkan dengan baik untuk mempelajari masalah ini. Dia percaya bahwa jawabannya mungkin tergantung pada beberapa aspek exoplanet yang kurang dipahami. Diyakini bahwa di sebagian besar planet, ukurannya sedikit lebih kecil dari ukuran buangannya, ada lautan magma - lautan besar batuan cair, mirip dengan yang pernah menutupi bumi. Tapi alih-alih mengeras seperti milik kita, mereka tetap panas di bawah lapisan atmosfer kaya hidrogen yang tebal.
"Sampai sekarang, hampir semua model yang kita miliki mengabaikan keberadaan magma, menganggapnya sebagai inert secara kimia, tetapi batuan cair hampir sama cairnya dengan air dan aktif secara kimia," kata E. Kite.
E. Kite dan rekan-rekannya mempertimbangkan pertanyaan apakah lautan dapat mulai "melahap" langit ketika planet-planet mengakumulasi lebih banyak hidrogen. Dalam skenario ini, ketika planet ini memperoleh lebih banyak gas, ia menumpuk di atmosfer, dan tekanan di bagian bawah atmosfer, tempat ia bertemu magma, mulai meningkat. Pada awalnya, magma menyerap gas yang ditambahkan pada tingkat yang konstan, tetapi dengan meningkatnya tekanan, hidrogen mulai lebih mudah larut dalam magma.
"Tidak hanya ini, tetapi juga sebagian kecil dari gas yang ditambahkan yang tetap di atmosfer meningkatkan tekanan atmosfer, dan dengan demikian bagian gas yang lebih besar datang kemudian larut dalam magma," kata E. Kite.
Dengan demikian, pertumbuhan planet melambat bahkan sebelum mencapai ukuran Neptunus. (Karena sebagian besar volume planet-planet ini adalah atmosfer, ketika atmosfer dikompresi, planet-planet juga berkontraksi.)
Para penulis menyebut ini "krisis volatilitas," istilah yang mengukur seberapa mudah gas larut dalam campuran, dibandingkan dengan hasil berbasis tekanan.
Teori ini sesuai dengan pengamatan yang ada, kata E. Kite. Ada juga beberapa penanda yang mungkin dicari para astronom di masa depan. Sebagai contoh, jika teorinya benar, planet dengan lautan magmatik yang cukup dingin untuk mengkristal di permukaan harus memiliki profil yang berbeda, karena ini akan mencegah lautan menyerap begitu banyak hidrogen. Penelitian saat ini dan masa depan menggunakan TESS dan teleskop lainnya harus memberikan data lebih banyak kepada para astronom.
"Tidak ada yang seperti dunia ini di tata surya kita," kata E. Kite. "Meskipun pekerjaan kami menawarkan solusi untuk salah satu misteri yang ditimbulkan oleh planet ekstrasurya sub-Neptunus, kami masih memiliki pekerjaan yang harus dilakukan!"
Baca lebih banyak artikel di Saluran Quant Telegram saya (@proquantum)
Saluran yang didedikasikan untuk fisika, mekanika kuantum dan astrofisika.
Berlangganan dan perluas pengetahuan Anda!