Вони маленькі, тьмяні та далекі, а це означає, що у нас не так багато детальної інформації про те, з чого вони зроблені. Це особливо вірно для кам’янистих екзопланет, таких як Земля – Венери та Марса, поверхні яких нині ми не бачимо.
Однак є один спосіб заглянути всередину кам’янистих світів – він припускає, що деякі мінерали, з яких вони складаються, не мають нічого спільного з мінералами Сонячної системи. Насправді ці мінерали настільки чужі, що вченим довелося винайти нові терміни їх класифікації.
Для цього використовується метод аналізу атмосфери білих карликів, які можуть бути забруднені мінералами з планет і астероїдів, що впали на зірки. Вивчення цих зруйнованих екзопланет називається некропланетологією.
“Забруднені білі карлики виявляють більшу планетарну різноманітність у нашому сонячному оточенні, ніж це прийнято в цей час, з, отже, унікальними шляхами планетарної акреції та диференціації, які не мають прямих аналогів у нашій Сонячній системі”, – пишуть дослідники у своїй статті.
“Це вимагає нових схем класифікації гірських порід”.
Білі карлики – це те, що відбувається із зіркою, такою як Сонце, коли вона досягає кінця свого життя на головній послідовності, внаслідок чого її ядро колапсує в надщільний об’єкт, що яскраво сяє залишковим теплом. Тим часом його зовнішня оболонка розширюється по всій сонячній системі у вигляді величезного міхура гарячих газів.
Дивно, але екзопланети можуть пережити цей процес, та їх орбіти можуть змінюватися, стаючи нестабільними, що призводить до приливних порушень (це коли гравітаційне поле зірки розриває екзопланету) та акреції (коли на зірку падають уламки подрібненої екзопланети).
Коли це відбувається, елементи екзопланет включаються до зірки, змінюючи світло, що випромінюється зіркою. Потім вчені-планетологи можуть проаналізувати це світло у пошуках елементів, які зазвичай не зустрічаються в атмосфері білого карлика, та з’ясувати, з чого зроблено скелясті тіла. Це некропланетологія.
Геолог Кейт Путирка з Каліфорнійського державного університету та астроном Сійї Сюй з NOIRLab Національного наукового фонду провели такий аналіз 23 білих карликів, що знаходяться в межах 650 світлових років від Сонця. Для кожної із цих зірок попередні спостереження показали наявність таких елементів, як кальцій, кремній, магній та залізо.
Оскільки білі карлики дуже щільні, важчі елементи, подібні до цих, не повинні бути присутніми в атмосфері, а повинні бути втягнуті всередину зірки, де їх не можна буде виявити. Їхня присутність передбачає відносно недавнє наростання скального матеріалу.
Пуртика та Сюй проаналізували вміст цих елементів у атмосфері білих карликів, щоб спробувати відновити мінеральний склад скельних материнських тіл. Те, що вони виявили, було дивним.
“В той час, як деякі екзопланети, які колись оберталися навколо забруднених білих карликів, здаються схожими на Землю, більшість з них мають породи, екзотичні для нашої Сонячної системи”, – каже Сюй. “У них немає прямих аналогів у Сонячній системі”.
Дослідники розробили низку нових термінів для класифікації цих порід та їх екзотичних складів, у тому числі кварцових піроксенітів, кварцових ортопіроксенів, периклазових дунітів, периклазових верлітів та периклазових клинопіроксенітів.
За словами дослідників, ці породи можуть багато розповісти нам про типи екзопланет, з яких вони утворилися, та про їх еволюцію. І ця інформація може мати значення для оцінки житла екзопланет.
“Деякі типи гірських порід, які ми бачимо з даних про білих карликів, можуть розчиняти більше води, ніж гірські породи на Землі, і можуть вплинути на розвиток океанів”, – говорить Пуртіка.
“Деякі типи гірських порід можуть плавитися при набагато нижчих температурах і утворювати більш товсту кору, ніж породи Землі, а деякі типи гірських порід можуть бути слабкішими, що може сприяти розвитку тектоніки плит”.
Крім того, вивчення складу скелястих екзопланет за допомогою некропланетології допоможе нам відповісти на деякі екзистенційні питання про наше місце у Всесвіті. Наприклад, ми можемо виявити, що деякі регіони галактики з більшою ймовірністю утворюють планети земного типу, ніж інші регіони.
“Дослідження екзопланет також змушують нас зіткнутися з невирішеними питаннями про те, чому Земля так сильно відрізняється від своїх найближчих планетних сусідів, і чи є такі контрасти типовими або неминучими”, – пояснюють дослідники.
