Деякі екзопланети зменшуються

Повітря навколо кількох планет за межами нашої Сонячної системи просочується в космос, внаслідок чого ці світи стають меншими, повідомили астрономи в середу (15 листопада). І атмосфери цих планет здувають не різкі вітри з їхніх зірок, як ви могли б очікувати, а скоріше вони самі. 

Відомо , що близько 90 тонн повітря із захисної ковдри Землі, яка відповідає за життя, вилітає в космос щодня, оскільки наша атмосфера нагрівається сонцем. Однак, за такої надповільної швидкості, вчені вважають, що нашій планеті знадобиться щонайменше 15 трильйонів років, щоб повністю позбавитись атмосфери. Тож на цьому фронті нема про що хвилюватися.

Але кілька екзопланет, особливо деякі більші за Землю, але менші за Нептун, фактично відштовхують свою атмосферу зсередини через процес, відомий як «втрата маси від ядра», як показало нове дослідження. Вважається, що цей механізм здатний зменшити пухку субнептунову планету аж до скелястої суперземлі. Отримавши цю інформацію, астрономи кажуть, що тепер вони мають достатньо даних, щоб пояснити, чому вони не бачать багато екзопланет із розмірами приблизно в 1,5-2 рази більше, ніж Земля. Це найкраща точка між суперземлею та субнептуном.

«Наразі вчені з екзопланет мають достатньо даних, щоб сказати, що ця прогалина не є випадковістю», — заявила провідний автор дослідження Джессі Крістіансен, науковець Каліфорнійського технологічного інституту. «Щось відбувається, що заважає планетам досягти та/або залишатися на такому розмірі».

Команда підозрює, що «щось» — це випромінювання з глибини цих субнептунових планет, зокрема їх гарячих ядер, що відштовхує атмосферу. «Ця радіація тисне на атмосферу знизу», — сказав Крістіансен.

Альтернативною (але малоймовірною) теорією для цих субнептунів є явище, яке називається фотовипаровуванням, під час якого атмосфера планети знищується випромінюванням зірки, як «фен на кубику льоду». Однак це, ймовірно, не розгадка цієї таємниці, оскільки вважається, що процес відбувається в перші 100 мільйонів років народження планети, тоді як нове дослідження аналізувало набагато старші субнептуни.

Крістіансен та її колеги проаналізували дані про екзопланети, зібрані під час місії NASA Kepler 2, переглянутої спроби пошуку екзопланет після того, як космічний корабель Kepler зіткнувся з деякими технічними невдачами. Команда шукала орбіти субнептунових зірок у двох зоряних скупченнях: скупченні Praesepe або Вулик, яке містить близько 1000 зірок, і скупчення Гіади, яке містить близько 500 зірок і утворює голову «Бика» в сузір’ї Тельця. Їм 600 мільйонів років і 800 мільйонів років відповідно.

У цьому віковому діапазоні вчені виявили, що майже всі зірки мали субнептуни з атмосферами, що оберталися навколо них, що свідчить про те, що фотовипаровування не відбулося (або вони повністю втратили свою атмосферу).

Однак із планет навколо зірок віком понад 800 мільйонів років у базі даних K2 лише 25 відсотків демонстрували субнептунові орбіти. Оскільки старший вік цих зірок наближається до періоду в 1 мільярд років, коли очікується втрата маси за рахунок ядра, механізм, пов’язаний із виштовхуванням ядра, ймовірно, є причиною виходу атмосфери на цих планетах, стверджує нове дослідження. . 

У будь-якому випадку, «якщо у вас недостатньо маси, ви не можете втриматися, ви втрачаєте свою атмосферу і зменшуєтеся», — сказав Крістіансен.