Чтобы узнать это, сначала необходимо определить массу каждой планеты. Йорам Литвик из Северо-Западного университета сообщает, что измерил массы примерно 60 экзопланет больше Земли и меньше Нептуна. (Экзопланета или внесолнечная планета — это планета за пределами нашей солнечной системы.)Эти измерения значительно расширяют знания ученых об экзопланетах под Нептуном, потому что, как только масса и размер планеты известны, можно определить плотность и сделать вывод о составе планеты.«Мы были удивлены, узнав, что планеты, которые всего в несколько раз больше Земли, покрыты большим количеством газа», — сказал Литвик, доцент кафедры физики и астрономии в Северо-Западном колледже искусств и наук Вайнберга.
«Это указывает на то, что эти планеты сформировались очень быстро после рождения своей звезды, в то время как вокруг звезды еще был газовый диск», — сказал он. «Напротив, считается, что Земля образовалась намного позже, после исчезновения газового диска».Литвик представил свои выводы на научной сессии 6 января на 223-м ежегодном собрании Американского астрономического общества (AAS) в Вашингтоне, округ Колумбия.Для измерения массы планет, обнаруженных Кеплером, Литвик и его аспирант Сэм Хадден использовали метод, называемый вариацией времени прохождения (TTV). Они обнаружили, что планеты в два-три раза больше Земли имеют очень низкую плотность, что указывает на то, что они покрыты огромным количеством газа.
Эти планеты похожи на Нептун, но меньше и пушистее. Напротив, планеты, которые лишь немного меньше этих, имеют гораздо более высокую плотность и более плотные, чем скала. Они похожи на Землю или даже плотнее.Техника TTV, используемая в этой работе, требует, чтобы две планеты вращались вокруг одной и той же звезды, обе из которых также проходят через звезду.
Планеты гравитационно притягиваются друг к другу и, таким образом, изменяют время, в которое каждая планета проходит через свою звезду, относительно того, когда она прошла бы, если бы она вращалась вокруг звезды в одиночку. Таким образом, измерение времени прохождения показывает массы планет.По словам Литвика, преимущество метода TTV перед более распространенным методом радиальной скорости (RV) состоит в том, что он не требует дополнительных наблюдений, помимо того, что уже было сделано телескопом Кеплера. Но недостатком является то, что это зависит от взаимодействия между планетами, которое является сложным, что затрудняет определение масс планет.
В результате до недавнего времени измерялись массы лишь нескольких субптуновых планет. Чтобы преодолеть эту трудность, Литвик и его сотрудники разработали простую формулу для превращения наблюдаемых времен прохождения в массы.
Литвик отметил, что недавние измерения массы с помощью RV подтверждают тенденции, наблюдаемые с помощью TTV, что придает уверенности выводам, сделанным с помощью двух независимых методов.Презентация ААС основана на статье под названием «Плотности и эксцентриситет 163 планет Кеплера из изменений времени прохождения», которая будет опубликована в Astrophysical Journal.
Литвик и Хадден — авторы статьи.