მზის სისტემის დაკარგული ”ზედედამიწები”

 აქამდე ითვლებოდა, რომ ჩვენი მზის სისტემა, სხვა პლანეტური სისტემების მოწყობის პროტოტიპია. გვეგონა, რომ კლდოვანი პლანეტები და გაზის გიგანტები სხვა სისტემებშიც ისევე იქნება განლაგებული, როგორც აქ. ოთხმოცდაათიანი წლების დასაწყისიდან, სხვა ვარსკვლავებთანაც აღმოვაჩინეთ პლანეტები (პეგასის 51 b, ე.წ ”ცხელი იუპიტერი”) და გავარკვიეთ, რომ მზის სისტემა არც თუ ისე “ნორმალურია”. კოლუმბიის უნივერსიტეტის ორი ასტროფიზიკოსი ამ უცნაურობის ახსნას შეეცადა (როგორ ეძებდნენ ეკზოპლანეტებს).

 აღმოჩნდა, რომ პატარა კლდოვანი პლანეტების შიდა და გაზის გიგანტების კიდურა განლაგება, ნორმალური არაა. ორივე ტიპის უამრავი პლანეტა არსებობს და თავის მშობლიურ ვარსკვლავთან ახლოს მოხვდრის შანსი ნებისმიერ მათგანს აქვს. უკვე ბევრი გაზის გიგანტებია აღმოჩენილი თავიანთ ვარსკვლავებთან ახლოს, ე.წ. ”ცხელი იუპიტერები” (ყველაზე ცხელი პლანეტა). არსებობს პლანეტათა მესამე კლასიც, ყველაზე გავრცელებული – ”ზედედამიწები (სუპერდედამიწა), მასებით დედამიწასა და ნეპტუნს შორის. ”კეპლერის” დახმარებით გაირკვა, რომ მათი რაოდენობა ნებისმიერი სხვა ტიპის პლანეტებზე გაცილებით მეტია.

 პლანეტური წარმონაქმნების მოდელირების დახვეწით გავიგეთ, რომ გადარჩენილ პლანეტებთან ერთად, მათი განაწილების წესიც ჩნდება. შედარებით პატარა პლანეტები შთაინთქმებოდა, სისტემიდან გაიტყორცნებოდა ან სხვა ობიექტები აგდებდა მზისკენ. პლანეტის მასის მატებასთან ერთად, მისი გადარჩენის შანსიც იზრდებოდა. რაც უფრო მასიურია ის, დედამიწაზე სამჯერ მასიური, მით უფრო მაღალია ალბათობა იმისა, რომ მისი გრავიტაცია წყალბადისა და ჰელიუმის მეტ მასებს მიიზიდავს. საშუალო მასების ეს პლანეტები, კლდოვანისა და გაზის გიგანტების შუალედს იკავებს. თუმცა, თუ კიდევ უფრო მეტი მასის ეგზოპლანტების ძებნას დავიწყებთ, შევამჩნევთ, რომ მათი რაოდენობა სულ უფრო მცირდება. მარტო ერთი იუპიტერის მსგავსი პლანეტის ფორმირებისთვის – 317 დედამიწის ზომის პლნაეტაა საჭირო.

 პლანეტური წარმონაქმნების ფორმირების უკეთ გაგებასთან ერთად, შეკითხვებიც ბევრი გაგვიჩნდა. თუ ზედედამიწები ყველაზე გავრცელებული ტიპია, მაშინ რატომ არ არის არცერთი ზედედამიწა ჩვენთან? საინტერესოა ვარიანტებიც, თუმცა არადამაკმაყოფილებელი:

•  ახალგაზრდა ზედედამიწაბის ფორმირება კი მოხდა, მაგრამ ისინი, მზის სისტემის გიგანტური პლანეტების მიგრაციისას იქნა გაძევებული (მზის სისტემის ზედედამიწები იუპიტერმა გაანადგურა?; იუპიტერის მიგრაცია; შვიდი ჰიპოთეტური პლანეტა).
•  სისტემის შიდა ნაწილის ფორმირება მაშინ მოხდა, სანამ იუპიტერი კიდეებისკენ დაიძვრებოდა, კლდოვანი პლანტები კი ზომაში ვეღარ გაიზარდა, დარჩენილი ნივთიერებების ნაკლებობის გამო.
•  ჩვენმა გაზის გიგანტებმა და მზემ, პლანეტების წარმომქმნელი მატერია შთანთქა, რითაც ზედედამიწებს ფორმირების შანსი აღარ დაუტოვა.

 ალბათური პროგნოზირების თანამედროვე მეთოდების გამოყენებით, ჩჟინჩჟინ ჩენი და დევიდ ქიფინგი, საინტერესო და ყველაფრის ამხსნელ დასკვნამდე მივიდნენ. შესაძლებელია, ძალიან ვცდებოდით…

 უმეტეს შემთხვევაში, როცა პლანეტებს ვაკვირდებოდით, ან მასა ვიცოდით, ან რადიუსი. ერთი პარამეტრის არცოდნით, შეუძლებელია გაიგო, როგორ პლანეტასთან გვაქვს საქმე, დედამიწის თუ ნეპტუნის მსგავსთან. წარმოიდგინეთ ორი სრულიად განსხვავებული პლანეტა, 3 დედამიწის მასით თითოეული: ერთს მყარი ბირთვი აქვს 2,8 დედამიწის მასით, გაზის თხელი გარსით, ხოლო მეორეს – 1,5 დედამიწის მასის მყარი ბირთვი, ამდენივე მასის ატმოსფეროთი მის გარშემო.

 პირველი მათგანი, დედამიწის მსგავსი ზედედამიწა იქნება: დიდი და მასიური, თხელი ატმოსფეროთი. მეორე, მინი-ნეპტუნის მსგავსი: 10 000 კილომეტრიანი ”ატმოსფეროთი” მყარი ზედაპირის გარშემო, რომლის წნევა ნებისმიერ ჩვენთვის ცნობილ სიცცოხლის ფორმას მომენტალურად მოკლავს (მიწანეპტუნი).

 ჩენისა და ქიფინგის დასკვნები, ზედედამიწასა და მინი-ნეპტუნის ტიპებს შორის ზუსტი საზღვრის გავლების საშუალებას იძლევა. მათ, კლასიფიკაციის სქემა წარმოადგინეს, რომელიც ძველ შეცდომებს გამორიცხავს:

• ნებისმიერი პლანეტა, 2,0 ± 0,6 დედამიწაზე მცირე მასით, აუცილებლად კლდოვნი(მყარი) იქნება.
• 2,0 და 130 მიწის მასის პლანეტა, ნეპტუნის მსგავსი იქნება.
• ყველაფერი, მზეზე 8%-ით მასიური – ვარსკვლავია.

 სულ ესაა. ყველა სხვა კლასიფიკაცია, ასტროფიზიკოსთა აზრით, მცდარი იქნება.

 ეს ყველაფერი იმასაც გვეუბნება, რომ პლანეტათა უმრავლესობა, რომლებსაც ”ზედედამიწებს” ვუწოდებთ, სინამდვილეში, ნეპტუნის მსგავსი პლანეტების მცირემასიურ ზღვართან დგას, რაც ძველ ეჭვებსაც ამტკიცებს. ტრანზიტის მეთოდით აღმოჩენილ პლანეტებს, ორი დედამიწის მასით, დედამიწაზე 25%-ით მეტი რადიუსი ექნება; თუ მეტია, ეს ნამდვილად ნეპტუნის მსგავსი ეგზოპლანეტაა, მასიური წყალბად-ჰელიუმიანი ატმოსფეროთი.

 ზემოთ დასმული შეკითხვის პასუხად, მასათა 50% და 40% ამ ტრანზიტული ზღვრიდან, შესაბამისად, დედამიწა და ვენერა, ზუსტად ის ზედედამიწებია, რომელთაც ჩვენ ვეძებთ: მასიური კლდოვანი პლანეტები. გვყავს სამი ნეპტუნის მსგავსი პლანეტაც.

 ”2-10 დედამიწის მასის უამრავი პლანეტის აღმოჩენა, ხშირად, იმის მტკიცებულებად მიიჩნევა, რომ ზედედამიწაბი ყველაზე უფრო გავცელებულია და მზის სისტემა უჩვეულო გამონაკლისს წარმოადგენს. თუმცა, თუ დედამიწისა და ნეპტუნის მსგავსი პლანეტების მასებს 2 დედამიწის მასამდე წავანაცვლებთ, მზის სისტემა უჩვეულო აღარ იქნება. ჩვენი წარმოდგენით, ამ რვიდან, მხოლოდ სამია ნეპტუნის მსგავსი, რომლებიც მზის ტიპის ვარსკვლავებთან ყველაზე უფრო მეტი რაოდენობით მოიპოვბა” – ამბობენ ნაშორმის ავტორები.

 სხვანაირად რომ ვთქავთ, ჭეშმარიტება ისაა, რომ ჩვენს მზის სისტემაში არ არის პლანეტები ორსა და ათ დედამიწის მასებს შორის, რაც იშვიათობას წარმოადგენს. გამოდის, რომ დაკარგული ზედედამიწების პრობლემას არასწორად განვიხილავდით. ახალი მიდგომით კი ორ საინტერესო დასკვნამდე მივედით: იმას, რასაც ზედედამიწებს ვუწოდებდით, დედამიწას საერთოდაც არ ჰგავს და პრობლემაც აღარ არსებობს, იმიტომ, რომ მზის სისტეამში არც არაფერი დაკარგულა (ეგზოპლანეტები; ზედედამიწები; პროქსიმა b – საუკუნის აღმოჩენა?).