岩だらけの太陽系外惑星は私たちが思っていたよりも見知らぬ星です

白色矮星の表面から検出される物質から白色矮星になる前に存在した岩石惑星の組成を推定する。太陽系とかなり違うのは分子雲の時から組成が違うはず。原料を供給する赤色巨星や超新星の組成が違うのだろう。以下、機械翻訳。
岩だらけの太陽系外惑星は私たちが思っていたよりも見知らぬ星です
2021年11月2日に投稿
この図では、砕けた元の岩石惑星の破片である岩石の破片が、白色矮星に向かって内側にらせん状になっています。そのような破片によって「汚染された」白色矮星の大気を研究して、NOIRLAB天文学者と地質学者は、私たちの太陽系に存在しないエキゾチックな岩の種類を特定しました。結果は、近くの岩の多い太陽系外惑星は、以前に考えられていたよりもさらに奇妙で多様でなければならないことを示唆しています。
クレジット：NOIRLab / NSF / AURA / J。ダシルバ
新しい天体地質学の研究は、ほとんどの近くの岩の多い太陽系外惑星が私たちの太陽系の他のものとはまったく異なっていることを示唆しています
ハワイのマウナケア– 天文学者は、太陽系外惑星として知られる、私たちの銀河の星を周回する何千もの惑星を発見しました。しかし、これらの惑星が正確に何でできているのか、あるいは地球に似ているのかどうかを知ることは困難です。NSFのNOIRLabの天文学者SiyiXuは、カリフォルニア州立大学フレズノ校の地質学者Keith Putirkaと協力して、汚染された白色矮星として知られている大気の大気を研究しました 。

これらは、かつては星の周りを回っていたが、最終的に白色矮星に落ちてその大気を「汚染」した惑星、小惑星、または他の岩体からの異物を含む、太陽のようなかつては正常だった星の密集した崩壊したコアです。白色矮星の大気には自然には存在しない元素（水素とヘリウム以外）を探すことで、科学者は星に落ちた岩の惑星の物体が何でできているかを理解することができます。

プティルカと徐は、太陽から約650光年以内に、汚染された23個の白い矮星を調べました。ここでは、カルシウム、シリコン、マグネシウム、鉄が、マウナケアのWMケック天文台の高解像度エシェル分光計（HIRES）を使用して正確に測定されてい ました。ハワイ、 ハッブル宇宙望遠鏡、その他の天文台。その後、科学者はそれらの元素の測定された存在量を使用して、それらから形成される鉱物や岩石を再構築しました。

「ケックのHIRES装置とハッブルの宇宙起源分光器の高感度を組み合わせることは、汚染された白い矮星に付着した太陽系外惑星の化学組成を測定するための最良の方法です」とXu氏は述べています。

Putirkaと徐の結果が今日の号に掲載されている ネイチャーコミュニケーションズ。

彼らは、これらの白色矮星が私たちの太陽系のどの内惑星よりもはるかに広い範囲の組成を持っていることを発見しました。これは、彼らの惑星がより幅広い種類の岩石を持っていることを示唆しています。実際、一部の組成は非常に珍しいため、プティルカとシューは、これらの惑星に存在していたはずの新しい岩石タイプを分類するために、新しい名前（「石英パイロキセナイト」や「ペリクレースダナイト」など）を作成する必要がありました。

「かつて汚染された白色矮星を周回していたいくつかの太陽系外惑星は地球に似ているように見えますが、ほとんどは太陽系にとってエキゾチックな岩石タイプを持っています」とXu氏は述べています。「彼らは太陽系に直接対応するものを持っていません。」

プティルカは、これらの新しい岩の種類が、それらが属する岩の世界にとって何を意味するのかを説明しています。

「白色矮星のデータからわかるいくつかの種類の岩石は、地球上の岩石よりも多くの水を溶解し、海洋の発達に影響を与える可能性があります」と彼は説明しました。「一部の岩石タイプは、地球の岩石よりもはるかに低い温度で溶けて厚い地殻を生成する可能性があり、一部の岩石タイプは弱い可能性があり、プレートテクトニクスの開発を促進する可能性があります。」

汚染された白色矮星の初期の研究では、カルシウム、アルミニウム、リチウムなどの岩体からの元素が見つかりました。しかし、PutirkaとXuは、これらはマイナーな要素（通常は地球の岩の小さな部分を構成する）であり、メジャーな要素（地球の岩の大部分を構成する）、特にシリコンの測定は、真に知るために必要であると説明していますそれらの惑星にはどのような種類の岩が存在していたでしょう。

-また、マグネシウムとシリコンの低レベルの高レベルは白色矮星雰囲気で測定していることPutirkaと徐状態は、岩の破片の可能性が高い惑星の内部から来た検出されたことを示唆している マントルではなく、彼らの 地殻。

汚染された白色矮星に関する以前のいくつかの研究は 、かつてそれらの星を周回した岩石惑星に大陸地殻が存在したという兆候を報告 しましたが、プティルカと徐は地殻岩の証拠を発見しませんでした。しかし、観測は、惑星が大陸地殻または他の地殻タイプを持っていたことを完全に除外していません。

「地殻の岩石が存在する場合、それを見ることができないと信じています。おそらく、コアやマントルなどの他の惑星の構成要素の質量と比較して、測定するにはごくわずかな割合で発生しているためです」とプティルカは述べています。

徐氏によると、天文学者と地質学者のペアリングは、汚染された白色矮星の大気に隠された秘密を解き明かす鍵でした。

「私は会議でキース・プティルカに会い、彼が私が観察しているシステムを理解するのを手伝ってくれることに興奮していました。彼は私に地質学を教え、私は彼に天文学を教えました、そして私たちはこれらの神秘的な太陽系外惑星システムを理解する方法を考え出しました。」

高分解能エシェル分光計について
高分解能エシェル分光計（HIRES）は、非常に高いスペクトル分解能で単一のオブジェクトのスペクトルを生成しますが、広い波長範囲をカバーします。これは、3つの大きなCCD検出器のモザイク全体に積み重ねられたスペクトルの多くの「ストライプ」に光を分離することによって行われます。HIRESは太陽系外惑星を見つけることで有名です。天文学者はまた、HIRESを使用して、遠方の銀河やクエーサーなどの重要な天体物理学的現象を研究し、ビッグバン直後の初期宇宙の構造に関する宇宙論的な手がかりを見つけます。

WMケック天文台について
WMケック天文台望遠鏡は、地球上で最も科学的に生産性の高い望遠鏡の1つです。ハワイ島のマウナケアの頂上にある2つの10メートルの光学/赤外線望遠鏡は、イメージャ、マルチオブジェクト分光器、高解像度分光器、積分場分光計、世界をリードするレーザーガイド星補償光学システムを含む一連の高度な機器を備えています。ここに示されているデータの一部は、カリフォルニア工科大学、カリフォルニア大学、および国立航空宇宙局の間の科学的パートナーシップとして運営されている民間の501（c）3非営利団体であるケック天文台で取得されました。天文台は、WMケック財団の寛大な財政的支援によって可能になりました。著者は、マウナケア山頂がハワイ先住民コミュニティ内で常に持っていた非常に重要な文化的役割と畏敬の念を認識し、認めたいと考えています。この山からの観察をする機会があったことは、私たちにとって最も幸運なことです。