Մոլորակների կառուցվածքի մեզ ծանոթ մոդելը՝ խիտ մետաղական միջուկ, սիլիկատային մանտիա և բարակ մթնոլորտ, կարող է լինել ավելի շուտ բացառություն, քան կանոն: Համաձայն նոր հետազոտության՝ քարքարոտ և միջանկյալ էկզոմոլորակների մեծ մասն ունեն լիովին այլ ներքին կառուցվածք:

Աշխատանքը, որը հրապարակվել է arXiv-ի պրեպրինտում և ուղարկվել «The Astrophysical Journal», կասկածի տակ է դնում դասական պատկերացումներն այն մասին, թե ինչպես են կառուցված Տիեզերքի ամենազանգվածային մոլորակները:

Սուբ-Նեպտուններն ու գեր-Երկրները ամենասովորական աշխարհներն են

Հայտնաբերված էկզոմոլորակների մեծ մասը պատկանում է սուբ-Նեպտունների դասին. դրանք Երկրից մեծ են, բայց Նեպտունից՝ փոքր: Դրանց մոտ ազգականները՝ գեր-Երկրները (սուպեր-Երկրներ), մի փոքր ավելի փոքր են և, որպես կանոն, արդեն կորցրել են իրենց ջրածնի մեծ մասը: Առ այսօր համարվում էր, որ դրանք ձևավորվում են մոտավորապես այնպես, ինչպես Երկիրը, պարզապես մթնոլորտում գազի տարբեր քանակությամբ:

Սակայն այն ճնշումների և ջերմաստիճանների դեպքում, որոնք տիրում են նման մոլորակների ներսում, նյութերն իրենց բոլորովին այլ կերպ են պահում, քան Երկրի վրա:

Ջրածինն ու սիլիկատները խառնվում են

Մոտ 4000 Կ-ից բարձր ջերմաստիճանի դեպքում ջրածինն ու հալված սիլիկատները դադարում են առանձնանալ և դառնում են լիովին միախառնվող՝ ինչպես աղը ջրում: Երկաթը նույնպես միանում է այս խառնուրդին: Արդյունքում, եթե մոլորակը ջրածնի տեսքով որսում է իր զանգվածի ~1%-ից ավելին, դրա ներսույթը վերածվում է երկաթից, սիլիկատներից և ջրածնից կազմված միատարր, եռացող հեղուկի:

Սովորական պատկերացմամբ հստակ մետաղական միջուկ և սիլիկատային մանտիա պարզապես գոյություն չունի:

«Մեզ ծանոթ մոլորակային միջուկի հայեցակարգը՝ փոքր, խիտ մետաղական սիրտը, կարող է լինել ավելի շուտ բացառություն, քան կանոն»,— նշում են հետազոտության հեղինակները:

Հին հանելուկների նոր բացատրությունը

Նման մոդելը լավ է բացատրում էկզոմոլորակների դիտվող մի քանի առանձնահատկություններ, որոնք նախկինում դժվարություններ էին առաջացնում.

  • Շառավղային ճեղքվածք (radius gap)՝ գեր-Երկրների և սուբ-Նեպտունների միջև միջանկյալ չափսերի մոլորակների տարօրինակ պակասուրդը:
  • Մոլորակի շառավղի կախվածությունը աստղի շուրջ պտույտի պարբերությունից:

Համաձայն նոր տեսության՝ երիտասարդ սուբ-Նեպտունները ջրածնի զգալի մասը պահում են խառը շերտի ներսում, իսկ հետո, սառչելուն զուգընթաց, աստիճանաբար այն արտազատում են մթնոլորտ: Ջրածինը բառացիորեն «դուրս է եռում» ապարներից հարյուր միլիոնավոր տարիների ընթացքում:

Ինչպե՞ս ստուգել դա

Մոդելն ունի ստուգելի (testable) կանխատեսում. երիտասարդ սուբ-Նեպտունները պետք է ավելի դանդաղ սառչեն և տեսքով ավելի «փխրուն» (ուռած) լինեն, քան կանխատեսում են դասական մոդելները: Այժմ աստղագետներն սկսում են նման մոլորակներ գտնել շատ երիտասարդ աստղերի շուրջ (ընդամենը մի քանի տասնյակ միլիոն տարեկան): «James Webb» տելեսկոպի և ապագա առաքելությունների դիտարկումները թույլ կտան ստուգել այս հիպոթեզը:

Երկի՞րն է տարօրինակ մոլորակ

Եթե նոր մոդելը ճիշտ է, ապա մեզ սովորական թվացող շերտավոր կառուցվածքը, ինչպես Երկրինն է, կարող է հանդիպել հարաբերականորեն հազվադեպ: Գալակտիկայի ամենատարածված մոլորակներն իրենց ներսում կարող են ներկայացնել միատարր խառնուրդ, որը բոլորովին նման չէ մեր մոլորակին:

Իհարկե, աշխատանքը հիմնված է ծայրահեղ պայմաններում նյութի վարքագծի տեսական հաշվարկների վրա, որոնք դժվար է վերարտադրել լաբորատորիայում: Այնուամենայնիվ, այն լավ է համապատասխանում կուտակված դիտողական տվյալներին:

Կարճ ասած

Նոր հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ սուբ-Նեպտունների և գեր-Երկրների մեծ մասի մոտ, որոնք Գալակտիկայում մոլորակների ամենատարածված տեսակներն են, կարող է բացակայել սովորական մետաղական միջուկը և սիլիկատային մանտիան: Ջրածնի բավարար քանակության դեպքում մոլորակի ներսի նյութերը միախառնվում են մեկ միատարր հեղուկի մեջ: Այս մոդելն ավելի լավ է բացատրում էկզոմոլորակների դիտվող բնութագրերը, ներառյալ շառավղային ճեղքվածքը: Հնարավոր է, որ հենց Երկիրը՝ իր դասական շերտավոր կառուցվածքով, հանդիսանում է անսովոր մոլորակ, այլ ոչ թե տիպիկ ներկայացուցիչ: