Wat is het verschil tussen een planeet-satellietsysteem zoals we hebben met de aarde en de maan, versus een dubbelplaneet - twee planeten die om elkaar heen draaien in een kosmische do-si-do?

Ik ben een astronoom die geïnteresseerd is in planeten die om nabije sterren draaien, en gasreuzen - Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus in ons zonnestelsel zijn de grootste en gemakkelijkst te detecteren planeten. De verpletterende druk in hun gasachtige atmosfeer betekent dat het onwaarschijnlijk is dat ze gastvrij zijn voor het leven. Maar de rotsachtige manen die rond dergelijke planeten draaien, kunnen omstandigheden hebben die meer verwelkomend zijn. Vorig jaar, astronomen ontdekten een exomaan ter grootte van een planeet in een baan om een ​​andere gasreuzenplaneet buiten ons zonnestelsel.

In een nieuwe krant Ik beargumenteer dat deze exomaan echt een gevangen planeet is.

Is de eerste gedetecteerde 'exomoon' echt een maan?

Ware aardse analogen, die om zonachtige sterren draaien, zijn zeer moeilijk te detecteren, zelfs met de grote Keck-telescopen. De taak is gemakkelijker als de gastster minder massief is. Maar dan moet de planeet dichter bij de ster staan ​​om warm genoeg te zijn, en de zwaartekrachtgetijden van de ster kunnen de planeet in een toestand met een permanente hete kant en een permanente koude kant houden. Dit maakt dergelijke planeten minder aantrekkelijk als potentiële locatie voor leven. Wanneer gasreuzen in een baan om zonachtige sterren rotsachtige manen hebben, dit zijn waarschijnlijker plaatsen om leven te vinden.

in 2018, twee astronomen van de Columbia University meldden de eerste voorlopige waarneming van een exomoon - een satelliet die rond een planeet draait die zelf om een ​​andere ster draait. Een merkwaardig kenmerk was dat deze exomoon Kepler-1625b-i veel massiever was dan enige andere maan in ons zonnestelsel. Het heeft een massa vergelijkbaar met Neptunus en draait om een ​​planeet die qua grootte vergelijkbaar is met Jupiter.

Astronomen verwachten dat manen van planeten zoals Jupiter en Saturnus slechts een paar procent van de aarde zullen hebben. Maar deze nieuwe exomaan was bijna duizend keer groter dan de overeenkomstige lichamen van ons zonnestelsel - manen als Ganymedes en Titan die om Jupiter en Saturnus draaien, respectievelijk. Het is erg moeilijk om de vorming van zo'n grote satelliet te verklaren met behulp van de huidige modellen van maanvorming.

In een nieuw model dat ik heb ontwikkeld, Ik bespreek hoe zo'n enorme exomaan zich vormt door een ander proces, waarin het echt een gevangen planeet is.

alle planeten, groot en klein, begin met het verzamelen van lichamen ter grootte van een asteroïde om een ​​rotsachtige kern te maken. In dit vroege stadium van de evolutie van een planetair systeem, de rotsachtige kernen zijn nog steeds omgeven door een gasvormige schijf die overblijft na de vorming van de moederster. Als een kern snel genoeg kan groeien om een ​​massa te bereiken die gelijk is aan 10 aardes, dan zal het de zwaartekracht hebben om gas uit de omringende ruimte aan te trekken en uit te groeien tot de enorme omvang van Jupiter en Saturnus. Echter, deze gasophoping is van korte duur, terwijl de ster het meeste gas in de schijf afvoert, het stof en gas rond een nieuw gevormde ster.

Als er twee kernen dicht bij elkaar groeien, dan concurreren ze om steen en gas te vangen. Als een kern iets groter wordt, het heeft een voordeel en kan het grootste deel van het gas in de buurt voor zichzelf opvangen. Dit laat het tweede lichaam zonder verder gas te vangen. De verhoogde zwaartekracht van zijn buurman sleept het kleinere lichaam in de rol van een satelliet, zij het een zeer grote. De voormalige planeet blijft achter als een supergrote maan, in een baan rond de planeet die het versloeg in de race om gas te vangen.

Een overblijfsel kern als een terugblik in de geschiedenis

In deze context gezien, de gevangen planeet is waarschijnlijk niet bewoonbaar. Groeiende planetaire kernen hebben gasvormige omhulsels, waardoor ze meer op Uranus en Neptunus lijken - een mix van rotsen, ijs en gas dat een Jupiter zou zijn geworden als het niet zo grof was afgesneden door zijn grotere buur.

Echter, er zijn andere implicaties die bijna net zo interessant zijn. Het bestuderen van de kernen van reuzenplaneten is erg moeilijk, omdat ze zijn begraven onder honderden aardmassa's waterstof en helium. Momenteel, de JUNO-missie probeert dit voor Jupiter te doen. Echter, het bestuderen van de eigenschappen van deze exomoon kan astronomen in staat stellen de naakte kern van een gigantische gasplaneet te zien wanneer deze is ontdaan van zijn gasvormige omhulsel. Dit kan een momentopname opleveren van hoe Jupiter eruitzag voordat het uitgroeide tot zijn huidige enorme omvang.

Dit exomoon-systeem Kepler-1625b-i staat aan de rand van wat met de huidige technologie detecteerbaar is. Er kunnen nog veel meer van dit soort objecten zijn die kunnen worden ontdekt met toekomstige verbeteringen in de telescoopmogelijkheden. Terwijl de telling van exoplaneten door astronomen blijft groeien, systemen zoals de exomoon en zijn gastheer benadrukken een probleem dat belangrijker zal worden naarmate we verder gaan. Deze exomoon onthult dat de eigenschappen van een planeet niet alleen een gevolg zijn van zijn massa en positie, maar kan afhangen van zijn geschiedenis en de omgeving waarin het is gevormd.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.