Բերքլիի Կալիֆորնիայի համալսարանի գիտնականները բացահայտել են, թե ինչպես երիտասարդ մոլորակների միջև հսկայական բախումները կարող են առաջացնել սեյսմիկ ալիքներ, որոնք պահպանվում են միլիոնավոր տարիներ: Այս տատանումները, որոնք փոխում են մոլորակների պայծառությունը ինֆրակարմիր տիրույթում, կարող է ընկալել Ջեյմս Ուեբբի տիեզերական աստղադիտակը: ArXiv պորտալում տեղադրված նախնական հոդվածում հետազոտությունը կենտրոնանում է Բետա Ժիվոպիսցա b էկզոմոլորակի վրա՝ երիտասարդ «սուպեր-Հյուպիտերի», որի պատմությունը կարող է պարունակել տիեզերական աղետների հետքեր: Պատմում ենք, թե ինչպես է դա աշխատում և ինչու է այս բացահայտումը կարևոր աստղագիտության համար:

Բետա Ժիվոպիսցա b. երիտասարդ համակարգի մարտի դաշտ

Մոլորակային համակարգերի ձևավորումը քաոսային գործընթաց է, որը հիշեցնում է մարտի դաշտ, որտեղ մոլորակների սաղմերի բախումները թողնում են հետքեր, ինչպես խառնարանները Լուսնի վրա: Բետա Ժիվոպիսցա b էկզոմոլորակը, որը գտնվում է Երկրից 63 լուսային տարի հեռավորության վրա, իդեալական օբյեկտ է նման գործընթացներն ուսումնասիրելու համար.

  • Բնութագրեր. զանգվածը 13 անգամ գերազանցում է Հյուպիտերի զանգվածը (~13 M_J), տարիքը՝ 12–20 մլն տարի, ուղեծիրը՝ ~10 աստղագիտական միավոր հեռավորությամբ Բետա Ժիվոպիսցա աստղից:
  • Կազմ. պարունակում է 100–300 երկրային զանգված ծանր տարրեր (սիլիկատներ, մետաղներ), որոնք, ամենայն հավանականությամբ, կուտակվել են այլ մոլորակների հետ միաձուլումների արդյունքում:
  • Երիտասարդություն. համակարգը դեռ ձևավորվում է, շրջապատված փոշու սկավառակով, ինչը այն դարձնում է մոլորակների ծննդի ուսումնասիրման «լաբորատորիա»:

Գիտնականները մոդելավորել են Բետա Ժիվոպիսցա b-ի և Նեպտունի զանգվածին համարժեք մոլորակի (~17 երկրային զանգված) հիպոթետիկ բախումը՝ հասկանալու, թե ինչպես են նման իրադարձություններն ազդում մոլորակի վրա:

Տիեզերական բախումներից առաջացող սեյսմիկ ալիքներ

Հսկայական մարմինների բախումը առաջացնում է սեյսմիկ տատանումներ, որոնք կարող են պահպանվել միլիոնավոր տարիներ՝ գազային հսկաներում ցածր մարումների պատճառով: Հետազոտողները առանձնացրել են երկու տեսակի ալիքներ.

  • Մակերևութային f-ռեժիմներ. նման են ջրի վրայի ծածանքներին, որոնք տատանում են մոլորակի արտաքին շերտերը:
  • Ակուստիկ p-ռեժիմներ. թափանցում են խորքեր՝ առաջացնելով գազի սեղմում և ընդարձակում:

Այս ալիքները փոխում են մթնոլորտի խտությունն ու ջերմաստիճանը, ինչը հանգեցնում է պայծառության տատանումների ինֆրակարմիր տիրույթում (1–5 մկմ ալիքի երկարություն): Նման փոփոխությունները կարող է գրանցել Ուեբբի աստղադիտակը՝ շնորհիվ իր զգայունության ինֆրակարմիր ճառագայթման նկատմամբ (NIRCam և MIRI գործիքներ):

Մոդելի հիմնական եզրակացություններ.

  • 17 երկրային զանգված ունեցող մոլորակի բախումը կարող է առաջացնել տատանումներ, որոնք պահպանվում են 9–18 մլն տարի:
  • Պայծառության ամպլիտուդը փոխվում է 0.1–1%-ով, ինչը Ուեբբի հնարավորությունների սահմաններում է:
  • Եթե բախումը տեղի է ունեցել վերջին 18 մլն տարիների ընթացքում, հետքերը կարող են հայտնաբերվել հիմա:

«Սեյսմոլոգիան բացում է հսկա մոլորակների ներքին կառուցվածքն ուսումնասիրելու ուղղակի ճանապարհ», — ընդգծել են հեղինակները: Սա առաջին դեպքն է, երբ էկզոմոլորակների սեյսմիկ ալիքները կապվել են աստղադիտակի դիտարկումների հետ:

Ինչու՞ է սա կարևոր

Բացահայտումը նշանակություն ունի աստղագիտության և մոլորակագիտության համար.

  • Ներքին կառուցվածք. Սեյսմիկ ալիքները բացահայտում են էկզոմոլորակների ներքին կազմն ու խտությունը, ինչպես երկրային սեյսմոլոգիան ուսումնասիրում է Երկրի միջուկը:
  • Ձևավորման պատմություն. Բախումների հետքերը հաստատում են, որ Բետա Ժիվոպիսցա b-ն աճել է միաձուլումների արդյունքում, ինչպես Լուսինը կրում է երկնաքարերի «սպիները»:
  • Ուեբբի դիտարկումներ. Աստղադիտակը կարող է ոչ միայն լուսանկարել էկզոմոլորակները, այլև «լսել» նրանց տատանումները, ինչը նրան դարձնում է եզակի գործիք:

Ի՞նչ է սպասվում

Գիտնականները պլանավորում են.

  • Դիտարկել Բետա Ժիվոպիսցա b-ն Ուեբբի միջոցով (2025–2026 թվականներ)՝ փնտրելով պայծառության տատանումներ ինֆրակարմիր սպեկտրում:
  • Մոդելավորել բախումներ այլ էկզոմոլորակների համար, օրինակ՝ HR 8799 c–e (տարիքը՝ ~30 մլն տարի):
  • Մշակել սեյսմիկ ազդանշանների վերլուծության ալգորիթմներ, հնարավոր է՝ օգտագործելով արհեստական բանականություն (ինչպես SIFT-ը բլազարների համար):

Եթե Ուեբբը հաստատի տատանումները, դա կդառնա Արեգակնային համակարգից դուրս սեյսմիկ ակտիվության առաջին դիտարկումը:

Եզրակացություն

Բերքլիի գիտնականները ցույց են տվել, որ երիտասարդ մոլորակների, ինչպիսին Բետա Ժիվոպիսցա b-ն է, բախումները կարող են առաջացնել սեյսմիկ ալիքներ, որոնք պահպանվում են միլիոնավոր տարիներ: Այս տատանումները, որոնք փոխում են մոլորակի պայծառությունը, կարող է ընկալել Ջեյմս Ուեբբի աստղադիտակը՝ բացելով էկզոմոլորակների ներքին կառուցվածքի ուսումնասիրման պատուհան: Բացահայտումը տիեզերքը վերածում է սեյսմիկ լաբորատորիայի, որտեղ հնագույն աղետների հետքերը պատմում են աշխարհների ծննդի պատմությունը: