Exoplanet Kepler-1520b begitu dekat dengan bintang tuan rumahnya yang melengkapkan orbit dalam masa lebih setengah hari. Pada jarak yang dekat ini, Kepler-1520b diikat dengan kestabilan graviti, memelihara satu setengah planet menghadap ke bintang dan separuh lagi menghadapi setiap masa. Malangnya untuk Kepler-1520b, susunan ini bertukar kepada bintang yang menghadap bintang ke dalam jisim batu cair dan lautan magma, dengan perlahan-lahan mendidih ke ruang angkasa.
Walaupun Kepler-1520b tidak lama untuk galaksi ini, para astronom berkeinginan untuk mempelajari lebih lanjut tentang dunia yang hancur, dengan kedudukan kira-kira 2, 000 tahun cahaya dari Bumi. Ekor debu dan serpihan seperti komet seperti planet boleh memberikan pemahaman tentang proses pembentukan asas semua planet di galaksi. Teleskop baru, seperti Teleskop Angkasa James Webb NASA dijadualkan untuk dilancarkan pada tahun 2021, mungkin dapat mengenal pasti awan di belakang Kepler-1520b dan dua dunia lain yang perlahan membelah.
"Komposisi dalam sistem exoplanet mungkin berbeza dengan sistem solar, " kata Eva Bodman, seorang penyelidik exoplanet di Arizona State University. Ketika semakin banyak eksoplanet ditemui, para ahli astronomi terkesan dengan betapa uniknya sistem suria kita dari planet-planet lain yang mengorbit bintang-bintang lain. Bodman menetapkan untuk menentukan apakah mungkin untuk mengukur komposisi eksoplanet yang kecil, berbatu, dan disintegrasi dengan mengkaji serpihan yang sedang berjalan. Tetapi ada masalah.
Mengesan cap jari bagi elemen berbatu memerlukan pembelajaran di dunia dalam inframerah. Teleskop berasaskan darat tidak cukup sensitif untuk melihatnya, hanya meninggalkan Teleskop Angkasa Spitzer dan SOFIA, teleskop yang dibawa di atas atmosfer di atas kapal Boeing 747. Alat tidak mempunyai jarak untuk mencari bahan berbatu, Bodman kata. Tetapi James Webb, yang direka untuk mengkaji exoplanets di inframerah serta galaksi kuno dan objek paling jauh di alam semesta, sepatutnya dapat melihat melalui awan puing-puing dan mengenal pasti beberapa bahan-bahan mereka.
Teleskop Angkasa James Webb, yang dijadual dilancarkan pada tahun 2021, boleh menjadi cukup kuat untuk mengukur komposisi dalaman eksoplanet berbatu kerana mereka dikelirukan oleh bintang mereka. (NASA) "Webb akan dapat mengukur banyak kelebihan mineral yang berbeza, " kata Bodman. "Daripada itu, kita dapat menyimpulkan geokimia di pedalaman planet-planet ini sebelum mereka mula hancur." Bodman dan penemuan pasukannya mengenai kemungkinan mengkaji exoplanet yang disintegrasi telah diterbitkan dalam Jurnal Astronomi akhir tahun lalu.
**********
Pada tahun 2012, saintis mengkaji semula data dari teleskop angkasa Kepler NASA mendapati tanda-tanda dunia yang perlahan-lahan dicekik oleh haba dan tekanan, Kepler-1520b. Dua lagi planet yang dicincang ditemui pada tahun-tahun berikutnya di kalangan beribu-ribu exoplanet yang ditemui oleh Kepler dan misi yang dilanjutkannya, K2. Mengelilingi bintang mereka hanya dalam beberapa jam, badan berbatu ini mempunyai suhu setinggi 4, 200 darjah Celsius (7.640 darjah Fahrenheit) di kawasan-kawasan panas yang menghadap ke arah bintang-bintang.
Suhu melampau mendorong pembubaran planet. "Suasana itu hanya wap batu, " kata Bodman. "Ia adalah haba semata-mata planet yang menolak suasana wap batu ini."
Sinaran yang dihasilkan oleh bintang-bintang menolak terhadap atmosfera yang menguap planet ini, menghasilkan ekor berawan. Walaupun Kepler tidak dapat mengukur sejauh mana planet-planet yang diselubungi itu, simulasi menunjukkan bahawa mereka adalah antara saiz bulan dan Marikh. Apa-apa yang lebih kompak, dan proses perpecahan itu akan turun.
Walau bagaimanapun, benda-benda ini tidak selalu begitu kecil dan terputus. Kepler-1520b dan dua objek lain seperti itu dianggap telah dibentuk sebagai gergasi gas, selepas itu mereka berhijrah ke arah bintang tuan rumah mereka dan dilucuti sepanjang jalan ke teras berbatu.
Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, saintis eksoplanet telah membuat kemajuan besar mempelajari atmosfera planet-planet yang besar dan gas yang mengorbit bintang-bintang lain. Kebanyakan bahan tersebut kaya dengan hidrogen dan helium dan boleh dikenal pasti menggunakan Teleskop Angkasa Hubble NASA. Tetapi bahan-bahan berbatu jatuh pada bahagian spektrum yang berlainan, "dalam panjang gelombang yang Hubble tidak dapat dicapai saat ini, " kata Knicole Colon, ahli astrofizik penyelidikan di Goddard Space Flight Center NASA di Maryland yang telah mempelajari planet K2-22 yang terpencil. "Dengan James Webb, kita boleh pergi ke gelombang panjang."
Menggunakan Webb untuk memburu bahan seperti besi, karbon dan kuarza, ahli astronomi akan mendapat pemahaman yang lebih baik tentang apa yang berlaku di dalam dunia yang jauh. "Jika kita dapat mengesan mana-mana ciri-ciri ini, kita boleh katakan dengan pasti bagaimana mayat-mayat ini dibuang, " kata Colon. "Itu pasti sangat bermaklumat untuk memahami exoplanet berbatu secara umum."
Planet terdiri daripada awan habuk dan sisa gas selepas kelahiran bintang. Para saintis berfikir dunia sistem suria dicipta oleh suatu proses yang dikenali sebagai pertambahan kerikil, di mana potongan-potongan kecil debu dan gas berkumpul untuk membuat objek yang lebih besar dan besar. Akhirnya, teras gergasi gas tumbuh cukup besar untuk menarik gas sisa, membentuk atmosfera tebal mereka. Tetapi langkah-langkah yang tepat tetap sukar untuk dihentikan.
Pedalaman planet di sekeliling bintang lain bergantung kepada unsur-unsur yang terdapat dalam persekitaran tertentu. Mengasingkan perbezaan ini boleh membantu para penyelidik memahami dengan lebih baik tentang langkah-langkah awal pembentukan planet yang menggembirakan.
Penggambaran artis yang berbatu, berukuran eksoplanet berukuran Bumi mengarahkan bintang lain. (NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle) "Tidak ada alasan bahawa sistem solar harus berbeza daripada exoplanets, dan sebaliknya, " kata Colon. "Kita semua planet, jadi kita semua terbentuk dengan cara yang sama. Memahami planet-planet ini adalah satu lagi langkah dalam proses ke gambar yang lebih besar."
Tetapi walaupun dengan proses pembentukan yang sama, Bodman mengesyaki bahawa planet-planet di sekitar bintang lain mungkin tidak kelihatan begitu biasa. "Komposisi dalam sistem exoplanet mungkin berbeza dengan sistem solar, " katanya.
Walaupun Webb hanya dapat menggoda maklumat mengenai komposisi exoplanet, instrumen canggih mungkin satu hari membolehkan planet-planet yang disintegrasikan untuk mendedahkan lebih lanjut mengenai diri mereka sendiri. Apabila planet-planet menghentam, para astronom dapat melihat ke arah luar biasa di kawasan pedalaman mereka, mungkin turun ke teras. "Secara teori, kita boleh mengetahui lebih lanjut tentang exoplanet ini daripada Bumi, dan pasti lebih banyak daripada planet lain dalam sistem solar, " kata Bodman.
**********
Berbeza dengan bintang-bintang, yang dapat bersinar untuk berpuluh-puluh bilion tahun, dunia yang dicincang hanya melekat pada masa yang agak singkat. Simulasi menunjukkan planet-planet seperti K2-22 hanya mempunyai kira-kira 10 juta tahun sebelum ianya dimusnahkan sepenuhnya. Dan kerana ketiga-tiga bintang orbit dunia yang berbilion tahun, mereka mungkin tidak berada dalam kedudukan mereka sekarang untuk jangka masa yang panjang.
Bodman dan Kolon kedua-duanya berfikir planet-planet yang ditakdirkan mungkin terbentuk jauh di dalam sistem mereka dan kemudian bermigrasi masuk ke dalam masa ke masa. Interaksi dengan planet lain mungkin telah melemparkannya ke arah trajektori mereka, meskipun ketiga-tiga planet yang disintegrat ini adalah satelit yang hanya diketahui oleh bintang tuan rumah mereka. Bodman mengatakan, kemungkinan dunia baru-baru ini telah memulakan orbit bintang-bintang mereka, tetapi bagaimana mereka sampai di sana masih menjadi persoalan terbuka.
Hayat yang pendek dari planet yang hancur-hanya sekatan dalam kehidupan yang lebih lama daripada bintang-bintang-mungkin mengapa begitu sedikit dari dunia ini telah ditemui. "Mereka pasti jarang, " kata Bodman.
Kedua-dua wanita bersetuju bahawa terdapat peluang yang baik bahawa satu atau dua eksoplanet yang disintegrasi terkandung dalam data Kepler, terutamanya hasil yang paling terkini dari K2. Dan Satelit Survei Exoplanet Survey yang baru dilancarkan (TESS), yang telah menemui ratusan planet baru, akan menghasilkan lebih banyak lagi.
"Saya fikir ia akan mengambil sedikit masa untuk menapis segala-galanya, tetapi saya berharap kita dapati lebih banyak, " kata Colon.
