Planetele care se micșorează ar putea descifra enigma modului în care evoluează lumile
Descoperirea mai multor exoplanete care par să se micșoreze ar putea ascunde „veriga lipsă” în evoluția planetară.
Patru planete asemănătoare cu Neptun, aflate în imediata apropiere a stelelor lor, au fost descoperite pierzându-și atmosfera într-un ritm care corespunde cu o eventuală pierdere totală. Acest lucru sugerează că aceste lumi se vor micșora în cele din urmă în planete terestre, aproximativ de mărimea Pământului – și, mai mult, este vina stelelor lor că vor face acest lucru.
Deși oamenii de știință au crezut mult timp că aceste două tipuri de exoplanete sunt legate, calea prin care ele și-au pierdut atmosfera era necunoscută, scrie ScienceAlert.
În timp ce alte mecanisme ar putea fi încă în joc, lumile în scădere recent identificate sugerează că dezgolirea prin iradiere stelară este una dintre cele mai importante.
Cum și-au pierdut planetele atmosfera?
Galaxia Calea Lactee este un loc mare și divers și există multe tipuri de exoplanete care au fost identificate până în prezent și care sunt foarte diferite de cele pe care le găsim în Sistemul nostru Solar.
Printre acestea se numără și aceste planete asemănătoare lui Neptun, cel mai comun tip de lume detectată de misiunea Kepler, dar care este absentă în mod notabil din micul nostru colț de galaxie.
Acestea sunt lumi care sunt mai masive decât Pământul și mai puțin masive decât Neptun, dar care sunt totuși învăluite într-o atmosferă groasă de hidrogen și heliu asemănătoare cu cea a lui Neptun. Interesant este faptul că aceste exoplanete nu par să fie mai mici de aproximativ două ori raza Pământului.
Super-Pământurile sunt următoarea categorie, exoplanete care au o rază cuprinsă între 1 și 1,5 ori mai mare decât cea a Pământului. Între aproximativ 1,5 și 2 raze ale Pământului, există un interval curios în care exoplanetele sunt extrem de rare. Acesta este cunoscut sub numele de diferența de rază a planetelor mici.
Cum se micșorează planetele?
Oamenii de știință cred că acest decalaj există deoarece, peste o anumită limită critică, exoplanetele au suficientă masă pentru a păstra o atmosferă primordială substanțială care le umflă dimensiunea, plasându-le în clasa mini-Neptunelor. Super-Pământurile, pe de altă parte, nu au suficientă masă și fie și-au pierdut atmosfera primordială, fie nu au avut-o niciodată.
Următoarea întrebare este: dacă aceste exoplanete au început cu atmosfere primordiale, cum s-au pierdut acestea?
O cale potențială, numită pierderea de masă alimentată de miez, este căldura internă rezultată din formarea planetelor, în care energia gravitațională de legătură este convertită în căldură care ejectează atmosfera primordială. Cealaltă cale se numește fotoevaporare, în care iradierea intensă cu raze X și ultraviolete de la steaua tânără îndepărtează atmosfera exoplanetei.
Pentru a determina care dintre aceste scenarii conduce la transformarea mini-Neptunelor în super-Pământuri este necesară observarea exoplanetelor care scapă și determinarea ritmului în care acestea pierd masă.
Atmosfera exoplanetelor, distrusă în sute de milioane de ani
Acest lucru ne aduce din nou la o nouă lucrare, realizată de o echipă de cercetători condusă de astronomul Michael Zhang de la California Institute of Technology (Caltech). Aceștia au folosit spectroscopia pentru a studia atmosferele a patru mini-Neptune tinere, aflate în apropiere, care orbitează în jurul unor stele pitice portocalii, pentru a determina rata la care aceste exoplanete scurg heliu în spațiu.
Printre aceste patru mini-Neptune se numără una numită TOI 560b, care are o rază de 2,8 ori mai mare decât cea a Pământului, a cărei analiză a fost publicată de Zhang și colegii săi la începutul acestui an.
Celelalte trei sunt noi. Toate cele patru planete au avut fluxuri semnificative de heliu, a constatat echipa, la o rată compatibilă cu fotoevaporarea, mai degrabă decât cu pierderea de masă alimentată de miez.
În plus, această rată de pierdere este suficientă pentru a distruge atmosfera acestor exoplanete în doar câteva sute de milioane de ani, a constatat echipa – o perioadă de timp destul de scurtă în context cosmic.
Cum se transformă aceste planete în super-Pământuri?
Echipa spune că descoperirile lor sugerează că majoritatea mini-Neptunelor care orbitează în jurul stelelor asemănătoare Soarelui se transformă probabil în super-Pământuri și fac acest lucru prin fotoevaporare.
,,Concluzionăm că multe dintre aceste planete, dacă nu toate, își vor pierde învelișurile bogate în hidrogen și vor deveni super-Pământuri”, scriu Zhang și colegii în lucrare.
,,Rezultatele noastre demonstrează că majoritatea mini-Neptunelor care orbitează în jurul stelelor asemănătoare Soarelui au atmosfere primordiale și că fotoevaporarea este un mecanism eficient pentru a elimina aceste atmosfere și a transforma aceste planete în super-Pământuri.”
Cercetarea urmează să fie publicată în The Astronomical Journal.
Vă recomandăm să mai citiți și:
Astronomii descifrează modul în care unele planete îndepărtate prezintă nori fierbinți de nisip
O misiune chineză își propune să studieze atmosfera și geologia planetei Venus
Planetele asemănătoare cu Pământul din „cimitirele cosmice”, mai bizare decât credeam