Siden astronomer bekreftet den første eksoplaneten i 1995, har de fortsatt å avdekke nesten 3.900 fjerne verdener, med tusenvis som fortsatt venter på analyse. Disse planetene har alle former og størrelser: det er noen som har hovnet opp for å være større enn Jupiter og planeter så varme at de har himmel laget av fordampet metall som regner lava. Noen har den rette størrelsen og temperaturen for å huse flytende vann og muligens levetid, og en kan muligens være laget av diamant.
Nå, rapporterer Jeremy Rehm på Science News, kan vi legge til en annen romrighet på listen - en planet produsert av en massiv kollisjon av to planeter, og skaper en himmellegeme som egentlig er en stor ball av metall med en steinete skorpe.
Planeten er en av fire eksoplaneter som ble oppdaget i 2014 og kretser rundt en stjerne kalt Kepler 107 omtrent 1670 lysår unna. Da forskere bestemte seg for å beregne størrelsen og massen på planetene, oppdaget de noe uvanlig. Selv om de to innerste planetene, Kepler 107b og Kepler 107c, er omtrent like store - omtrent 1, 5 ganger så store som Jorden - er massene deres ganske forskjellige: Kepler 107c er tre ganger så tett som søsterplaneten og 10 ganger så tett som Jorden .
Videre passer ikke Kepler-tvillingene til det normale mønsteret for planetdannelse. I de første årene av et solsystem er det vanligvis en skilleplate laget av gass og støv som snurrer rundt en stjerne og planeter kondenserer fra dette materialet. Tettere, svakere planeter går i bane rundt stjernene sine siden de er laget av tyngre elementer mens mindre tette planeter går i bane lenger borte. Det er fordi disse lette planetene vanligvis er laget av elementer, som hydrogen og helium, som ville bli frastjålet av solvinder hvis de var nærmere stjernen. Men Kepler 107c bryter den regelen, og kretser lenger ut enn den lysere søsterplaneten, Kepler 107b.
"Det er lenger fra stjernen [enn Kepler 107b], men den er mer massiv, " forteller Eric Lopez, en astrofysiker ved NASAs Goddard Space Flight Center til Rehm. "Det er litt rart."
Så hva gjorde Kepler 107c til et slikt metallhode, og hvorfor virker det ikke i orden? For å undersøke dette spørsmålet samlet et internasjonalt team av forskere over 100 spektroskopiske målinger av planetene rundt Kepler 107 ved hjelp av National Galileo Telescope på Kanariøyene og deretter matet dataene inn i datasimuleringer, rapporterer Helen Briggs og Paul Rincon på BBC.
De kom til flere muligheter som forklarer hvorfor Kepler 107c er så tett, men ligger lenger borte fra stjernen, som er utforsket i et papir i tidsskriftet Nature Astronomy . For det første kan det være at det dannet seg nærmere solen og deretter drev bort. Det er også mulig at et bombardement av mindre gjenstander traff en større, tidligere versjon av Kepler 107c og strippet bort det meste av dets steinete ytre skall, og etterlater den tette metallkjernen av planeten. Men det mest overbevisende scenariet er en kollisjon mellom to verdener.
Hvis to steinete planeter - hver med omtrent 10 ganger jordens masse og hver med en jernkjerne som utgjorde omtrent 30 prosent av massen - krasjet inn i hverandre med høy hastighet, kunne den rive bort eller fordampe det meste av steinete materiale og produsere en frittstående planet med en stor jernkjerne. Mens andre scenarier er mulige, er kollisjonsteorien ideen som forklarer dataene best.
Mens megapåvirkninger mellom planeter og protoplaneter antas å skje ganske ofte rundt hele universet, har astronomer aldri vært vitne til hendelsen eller funnet bevis på fenomenet utenfor solsystemet vårt. Hvis Kepler 107c ble opprettet ved en kollisjon, kan det hjelpe oss å forstå mer om planetdannelse.
"Det er antatt at gigantiske påvirkninger har hatt en grunnleggende rolle i utformingen av vårt nåværende solsystem. Månen er mest sannsynlig et resultat av en slik påvirkning, Mercurys høye tetthet kan også være, og Plutos store satellitt Charon ble sannsynligvis fanget etter en gigantisk påvirkning, "Sier co-forfatter Zoe Leinhardt fra University of Bristol i en pressemelding." Men til nå hadde vi ikke funnet noen bevis på gigantiske påvirkninger som oppstår i planetariske systemer utenfor vår egen. Hvis hypotesen vår er riktig, ville den koble den generelle modellen vi har for dannelsen av solsystemet vårt med et planetarisk system som er veldig forskjellig fra vårt eget. "
Mens hypotesen er fascinerende, vil den være vanskelig å bevise. Cayman Unterborn, eksogeolog ved Arizona State University, sier til Rehm på Science News at det er en spennende idé, men det er egentlig ikke mulig å ekstrapolere data om Kepler 107c's mantel og kjerne ganske enkelt fra dens tetthet. Det kan være andre ting vi spiller ennå ikke.
"Når du har tettheten til en planet, kan du se om det er steinete eller vannaktig eller gassaktig", sier han. "Men det er ganske tøft å få til hvor stor mantelen er enn kjernen, " selv om han håper at papiret "fremkaller en sunn debatt om opprinnelsen til planeter som er litt rare."
Og det er sannsynligvis at astronomer snart vil svømme i data om rare eksoplaneter. Bare forrige måned ga forskerne ut det første dryppet med data fra NASAs neste generasjons, planetjakt-satellitt TESS, som ble lansert i fjor sommer, og datasettet inkluderte 200 potensielle nye verdener, inkludert noen som allerede virker like rart som Kepler 107c.
