岩の宇宙惑星は私たちが思ったよりもはるかに奇妙です

この図では、壊れた古い岩の惑星の断片である岩の破片が白い矮星に向かって内側に螺旋状に出ています。 これらの破片によって「汚染された」白色矮星の大気を研究することによって、NOIRLabの天文学者と地質学者は、私たちの太陽系には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、近くの岩石のエイリアンが以前に考えていたよりもはるかに見慣れており、多様性を示唆しています。 クレジット: NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva、画像処理：M. ZamaniおよびM. Kosari（NSFのNOIRLab）

新しい粘性地質学研究によると、ほとんどの近くの岩石の地球外惑星は私たちの太陽系のどんなものともまったく異なります。

NSFのNOIRLabの天文学者は、フレズノのカリフォルニア州立大学の地質学者と協力して、近くの星を回る惑星に存在する岩の種類を最初に推定しました。 「汚染された」白色矮星の化学組成を研究した後、彼らは私たちの太陽系のどこにも見つからない岩石の種類で、以前に考えていたよりも多様でエキゾチックであるという結論を下しました。 。

天文学者たちは、私たちの銀河の外惑星として知られている何千もの星の周りを回る惑星を発見しました。 しかし、これらの惑星が正確に何で構成されているのか、地球に似た惑星があるのか​​を知ることは困難です。 これを調べるために、NSF NOIRLabの天文学者Siyi Xuは、フレズノカリフォルニア州立大学の地質学者Keith Putirkaと協力して、汚染された白い矮星の大気を研究しました。 これらは、かつて星を回る惑星、小惑星、または他の岩石の異物を含む太陽など、かつて正常であった星の密集して崩壊した核です。 白い矮星 大気を「汚染」させました。 科学者たちは、白色矮星の大気に自然に存在しない元素（水素やヘリウム以外のもの）を見つけて、星に落ちた岩石の惑星オブジェクトが何で作られたのかを調べることができます。

NOIRLab天文学者と地質学者の新しい研究によると、岩石のエイリアンは以前に考えたものよりはるかに奇妙です。 白い矮星と呼ばれる星の残骸の大気を研究することによって、ペアは私たちの太陽系では見つからないタイプの岩石を発見しました。 各白色矮星は、元の軌道を回る岩石の物質で「汚染」されていますが、白色矮星は離れて大気を通して要素を広げます。 いくつかの岩石構造は非常にまれであるため、科学者たちはかつてこの古代の惑星を構成していた岩石の種類を分類するために新しい名前を作成する必要がありました。

PutirkaとXuはどちらも、太陽から約650光年以内の23の汚染された白色矮星を観察しました。 そこで、カルシウム、ケイ素、マグネシウム、鉄はハワイのWM Keck天文台であるハッブル宇宙望遠鏡を使用して正確に測定されました。 その他の展望台。 その後、科学者たちはその元素の測定された豊富さを使用して、それらから形成される鉱物と岩石を再構築しました。 彼らは、この白い矮星が私たちの太陽系の内部惑星よりはるかに広い範囲の構成を持っていることを発見しました。 実際、いくつかの構成はあまりにも珍しいので、PutirkaとXuはその惑星に存在したにちがいない新しい岩の種類を分類するために新しい名前（例えば、「石英の輝石」や「ペリクレースの塊」）を作成しなければなりませんでした。^[1]

Xuは、「かつて汚染された白色矮星を回すいくつかの外界惑星は地球のように見えますが、ほとんどは私たちの太陽系に珍しい岩の種類を持っています」と述べました。 「彼らは太陽系に直接対応する人はいません」

Putirkaは、これらの新しい岩の種類が属する岩の世界にどのような意味があるかを説明しています。 「白い矮星データに見られるいくつかの岩石タイプは、地球の岩石よりも多くの水を溶かし、海洋の開発方法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はるかに低い温度で溶け、地球岩石よりも厚い地殻を生成する可能性があり、一部の岩石タイプはより弱くなり、プレート構造論の発展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、岩石中にカルシウム、アルミニウム、リチウムを含む元素が見つかりました。 しかし、PutirkaとXuは、それらが小さな元素（一般的に地球岩の小さな部分を構成する）と主要元素（地球岩の多くを構成する）、特にシリコンの測定が本当に知る必要があると説明しています。 その惑星にはどのような岩が存在したのでしょうか。

さらに、PutirkaとXuは、白色矮星の大気で測定された高レベルのマグネシウムと低レベルのシリコンは、検出された岩石の破片が惑星内部の知覚ではなくマントルから来た可能性があることを示唆していると述べています。 汚染された白色矮星のいくつかの以前の研究では、かつてその星を回る岩石の惑星に大陸地殻が存在したという兆候が報告されていましたが、PutirkaとXuは地殻岩の証拠を見つけることができませんでした。 しかし、観測の結果、惑星が大陸の知覚や他の知覚の種類を持っていることを完全に排除するわけではありません。 プチルカは、「私たちは知覚岩が存在するならばそれを見ることができないと信じています。 おそらく、核やマントルなどの他の惑星構成要素の質量と比較して小さすぎる部分が原因である」と述べた。

Xuによると、天文学者と地質学者のペアが汚染された白い矮星の大気に隠された秘密を解く鍵でした。 「カンファレンスでKeith Putirkaに会って、彼が私が観察しているシステムを理解するのを助けることができて嬉しかったです。 彼は私に地質学を教え、私は彼に天文学を教え、私たちはこの神秘的な地球外惑星系を理解する方法を見つけました。」

ペアの結果は2021年11月2日号に掲載されます。 ネイチャーコミュニケーションズ。

ノート

1. 「正常」または既存の岩石分類方法は、オリーブ石とオルトピロキシンが地球のマントル（そして私たちの太陽系の他の岩石惑星のマントル）で支配的な鉱物であるという事実に基づいています。 しかし、多くのエイリアンの惑星の場合、オリーブ石がなく、石英が存在するか、オルトピロキシンがなく、ペリクレースが存在する可能性があるため、新しい分類命名法が開発されました。 PutirkaとXuによって提案された新しい岩の種類の分類には、以下が含まれます。 オルトピロキセンと石英が１０％以上、クリノピロキセンが１０％未満の「石英オルトピロキセナイト」。 ペリクラーゼおよびオリーブ石がそれぞれ１０％以上、クリノピロキセンが１０％未満である「ペリクラーゼの塊」。 ペリクラーゼ、オリーブ石、およびクリノピロキセンをそれぞれ１０％以上含有する「ペリクラーゼベルライト（periclase wehrlites）」。 そして、オリーブ石が１０％未満であり、ペリクラーゼおよびクリノピロキセンがそれぞれ１０％以上含まれる「ペリクラーゼクリノピロキセナイト」が挙げられる。

参照: 2021年11月2日 Keith D. PutirkaおよびSiyi Xuの「汚染された白い矮星は私達の太陽系外惑星のエキゾチックなマントルの岩のタイプを示します」、 ネイチャーコミュニケーションズ。
DOI: 10.1038/s41467-021-26403-8