Astronomen hebben nieuw bewijs gevonden voor een significante planetaire diversiteit binnen een enkel exoplaneetsysteem, wat suggereert dat gigantische botsingen met hoge snelheid gedeeltelijk verantwoordelijk zijn voor planetaire evolutie.

Een internationaal team van wetenschappers onder leiding van het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF) en natuurkundigen van de Universiteit van Bristol hebben drie jaar lang het exoplanetaire systeem Kepler-107 geobserveerd via de Telescopio Nazionale Galileo op La Palma.

Ze verzamelden meer dan honderd spectroscopische metingen van alle vier sub-Neptunus-massaplaneten in Kepler-107 - genoemd naar de NASA Kepler-ruimtetelescoop die het exoplanetaire systeem vijf jaar geleden ontdekte. In tegenstelling tot de relatie van de aarde met de zon, de planeten in het Kelper-107-systeem staan ​​veel dichter bij elkaar en hun gastheerster (hun equivalent van onze zon). Alle planeten hebben een omlooptijd van dagen in plaats van jaren.

Het is niet ongebruikelijk dat de planeet die zich het dichtst bij de moederster bevindt, de dichtste is als gevolg van verhitting en interactie met de moederster, wat kan leiden tot verlies van de atmosfeer. Echter, zoals gerapporteerd in Natuurastronomie , in het geval van Kepler-107, de tweede planeet, 107c, is dichter dan de eerste, 107b. Zozeer zelfs dat 107c in zijn kern een ijzermassafractie bevat die minstens twee keer zo groot is als die van 107b, geeft aan dat op een gegeven moment 107c had een frontale botsing met een gigantische reuzenprotoplaneet met dezelfde massa of meer botsingen met meerdere planeten met een lagere massa. Deze inslagen zouden een deel van de rots en de silicaatmantel van Kepler-107c hebben afgescheurd, wat suggereert dat het nu dichter is dan het oorspronkelijk was.

Dr. Zoe Leinhardt uit Bristol, computationeel astrofysicus en co-auteur van het artikel, van de School of Physics van de Universiteit van Bristol, legt uit:"Er wordt gedacht dat gigantische inslagen een fundamentele rol hebben gespeeld bij het vormgeven van ons huidige zonnestelsel. De maan is hoogstwaarschijnlijk het resultaat van zo'n inslag, De hoge dichtheid van Mercurius kan ook zijn, en Pluto's grote satelliet Charon werd waarschijnlijk gevangen na een gigantische inslag, maar tot nu toe, we hadden geen enkel bewijs gevonden van gigantische inslagen die plaatsvonden in planetaire systemen buiten de onze.

"Als onze hypothese klopt, het zou het algemene model dat we hebben voor de vorming van ons zonnestelsel verbinden met een planetair systeem dat heel anders is dan het onze."

Aldo Bonomo, onderzoeker bij INAF en hoofdauteur, zei:"Met deze ontdekking hebben we een nieuw stuk toegevoegd in het begrip van de oorsprong van de buitengewone diversiteit in samenstelling van kleine exoplaneten. We hadden al bewijs dat de sterke bestraling van de ster bijdraagt ​​aan een dergelijke diversiteit, wat leidt tot gedeeltelijke of totale erosie van de atmosferen van de heetste planeten. stochastische botsingen tussen protoplaneten spelen ook een rol, en kan drastische variaties veroorzaken in de interne samenstelling van een exoplaneet, zoals we denken dat het gebeurde voor Kepler-107c."

Co-auteur Li Zeng, van het Harvard Origins of Life Initiative van het Department of Earth and Planetary Sciences en het Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, toegevoegd:"Dit is een van de vele interessante exoplaneetsystemen die de Kepler-ruimtetelescoop heeft ontdekt en gekarakteriseerd. Deze ontdekking heeft eerder theoretisch werk bevestigd dat suggereert dat gigantische impact tussen planeten een rol heeft gespeeld tijdens de vorming van planeten."

Er wordt gedacht dat er gigantische inslagen hebben plaatsgevonden in ons eigen zonnestelsel. Als catastrofale verstoringen vaak voorkomen in planetaire systemen, dan voorspellen astronomen het vinden van vele andere voorbeelden zoals Kepler-107 naarmate een toenemend aantal exoplaneetdichtheden wordt bepaald.