Астроном из NOIRLab NSF объединился с геологом из Калифорнийского государственного университета во Фресно, чтобы сделать первые оценки типов горных пород, существующих на планетах, вращающихся вокруг ближайших звезд. Изучив химический состав "загрязненных" белых карликов, они пришли к выводу, что большинство каменистых планет, вращающихся вокруг ближайших звезд, более разнообразны и экзотичны, чем считалось ранее, с типами горных пород, которых нет нигде в нашей Солнечной системе.
Астрономы обнаружили тысячи планет, вращающихся вокруг звезд в нашей галактике, известных как экзопланеты. Однако трудно понять, из чего именно состоят эти планеты и напоминают ли они Землю. Чтобы попытаться выяснить это, астроном Сийи Сю из NOIRLab NSF сотрудничал с геологом Китом Путиркой из Калифорнийского государственного университета во Фресно, чтобы изучить атмосферы так называемых загрязненных белых карликов. Это плотные коллапсирующие ядра некогда нормальных звезд, таких как Солнце, которые содержат инородный материал с планет, астероидов или других скалистых тел, которые когда-то вращались вокруг звезды, но в конечном итоге упали в белый карлик и «загрязнил» его атмосферу. Ища элементы, которые в естественных условиях не существовали бы в атмосфере белого карлика (что-либо, кроме водорода и гелия), ученые могут выяснить, из чего состоят скалистые планетные объекты, упавшие на звезду.
Ученые посмотрели на 23 загрязненных белых карлика, все в пределах 650 световых лет от Солнца, где кальций, кремний, магний и железо были точно измерены с помощью обсерватории Кека на Гавайях, космического телескопа Hubble, и других обсерваторий. Затем ученые использовали измеренные содержания этих элементов, чтобы восстановить минералы и горные породы, которые из них образовались. Они обнаружили, что эти белые карлики имеют гораздо более широкий диапазон составов, чем любая из внутренних планет в нашей Солнечной системе, предполагая, что их планеты имеют более широкий спектр типов горных пород. На самом деле, некоторые из композиций настолько необычны, что исследователям пришлось придумать новые названия (такие как "кварцевые пироксениты" и "периклазовые дуниты"), чтобы классифицировать новые типы горных пород, которые должны были существовать на этих планетах.
Более ранние исследования загрязненных белых карликов обнаружили элементы из скалистых тел, в том числе кальций, алюминий и литий. Однако в новой работе исследователи объясняют, что это второстепенные элементы (которые обычно составляют небольшую часть земной породы), и измерения основных элементов (которые составляют большую часть земной породы), особенно кремния, необходимы, чтобы действительно знать какие типы горных пород существовали бы на этих планетах.
Кроме того, авторы заявляют, что высокие уровни магния и низкие уровни кремния, измеренные в атмосферах белых карликов, предполагают, что обнаруженные каменные обломки, вероятно, пришли из недр планет — из мантии, а не из их коры. Некоторые предыдущие исследования загрязненных белых карликов сообщали о признаках существования континентальной коры на каменистых планетах, которые когда-то вращались вокруг этих звезд, но ученые не нашли никаких доказательств наличия пород в земной коре. Однако наблюдения не исключают полностью, что планеты имели континентальную или другие типы коры.
Возможно, тандем астронома и геолога был ключом к раскрытию секретов, скрытых в атмосфере загрязненных белых карликов.
