Nowe badania sugerują, że promieniowanie gwiezdne usuwa „puszyste” atmosfery egzoplanet nieco mniejszych niż Neptun, pozostawiając za sobą ich skaliste jądra i przekształcając je w światy bardziej przypominające Ziemię.
W latach 90. astronomowie potwierdzili istnienie planet poza Układem Słonecznym. Znany jako egzoplanety, są jednym z najbardziej fascynujących przedmiotów współczesnej astronomii. Statki kosmiczne, takie jak pionierskie obserwatorium Kepler NASA i satelita Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) przeskanowali niebo w poszukiwaniu okresowych spadków jasności pobliskich gwiazd. To mruganie jest znakiem, że gwiazda jest gospodarzem planety, która przecięła tarczę gwiazdy i tymczasowo zablokowała jej światło.
Teraz, gdy astronomowie zebrali tysiące sygnatur egzoplanet, mają lepsze pojęcie o zakresie rozmiarów planet. Jednym z użytecznych sposobów, w jaki astronomowie określają swoje odkrycia, jest porównywanie tych światów do znanych planet żyjących na naszym kosmicznym podwórku; istniejące kategorie egzoplanet obejmują „super-ziemie” i „mini-Neptuny”.
Związane z: 10 największych odkryć egzoplanet 2021
Dwa nowe badania wskazują na szczególne możliwości ewolucji planet, jednego z kluczowych czynników motywujących badania egzoplanet.
Niektóre egzoplanety wykryte przez astronomów to małe, skaliste planety, takie jak Mars, a inne to duże planety gazowe, takie jak Saturn i Jowisz. Ale naukowcy odkryli również światy bez bliskich analogów w naszym własnym Układzie Słonecznym. Na przykład odkryli egzoplanety o rozmiarach od Ziemi do Neptun, który jest około 3,9 razy szerszy niż nasza planeta.
Okazuje się, że te mini-Neptuny mogą zrzucać swoje „puszyste” zewnętrzne skorupy i kurczyć się w super-Ziemie, zgodnie z nowymi badaniami. Ta niestabilność i przejście mogą wyjaśniać, dlaczego stosunkowo rzadko wykrywa się egzoplanety o rozmiarach między Neptunem a Ziemią.
„Planeta w przepaści rozmiarów miałaby wystarczającą atmosferę, aby zwiększyć swój promień, dzięki czemu przechwyci więcej promieniowania gwiazdowego, a tym samym umożliwi szybką utratę masy” – Michael Zhang, główny autor obu badań i doktorant w California Institute of Technology (Caltech) w Pasadenie, powiedział w a luty 3 oświadczenie opisując artykuły. „Ale atmosfera jest na tyle cienka, że szybko się gubi. Właśnie dlatego planeta nie pozostawałaby w szczelinie zbyt długo”.
Według Zhanga ten proces do tej pory nie został wyłapany. Ale astronomowie od pewnego czasu podejrzewali, że małe mini-Neptuny mają wyparowującą atmosferę.
Naukowcy wykorzystali Kosmiczny Teleskop Hubble’a i Obserwatorium WM Kecka na Hawajach do obserwacji czterech mini-Neptunów. Zauważyli, że dwa z ich obiektów — jeden o nazwie HD 63433c, znajdujący się 73 lata świetlne od Ziemi, a drugi o nazwie TOI 560.01, znajdujący się w odległości 103 lat świetlnych — miały w swoich atmosferach szybko poruszający się gaz.
„Prędkość gazów jest dowodem na to, że atmosfery uciekają” – powiedział Zhang. „Obserwowany hel wokół TOI 560.01 porusza się tak szybko, jak 20 kilometrów [12.4 miles] na sekundę, podczas gdy wodór wokół HD 63433c porusza się z prędkością do 50 kilometrów [31.1 miles] na sekundę.”
„Grawitacja tych mini-Neptunów nie jest wystarczająco silna, aby utrzymać tak szybko poruszający się gaz” – dodał Zhang. „Zasięg wypływów wokół planet wskazuje również na ucieczkę atmosfer; kokon gazu wokół TOI 560.01 jest co najmniej 3,5 razy większy niż promień planety, a kokon wokół HD 63433c jest co najmniej 12 razy większy od promienia planeta.”
Zhang i jego zespół nie wykluczają inne możliwe scenariusze. Może na przykład superziemie nigdy nie miały do zrzucenia grubej warstwy gazu.
„Jako naukowcy zajmujący się egzoplanetami, nauczyliśmy się oczekiwać nieoczekiwanego”, powiedziała w oświadczeniu Heather Knutson, planetolog z Caltech i doradca Zhanga. „Te egzotyczne światy nieustannie zaskakują nas nową fizyką, która wykracza poza to, co obserwujemy w naszym Układ Słoneczny”.
Artykuły opisujące TOI 560.01 badania i Obserwacje HD 63433c zostały opublikowane w styczniu. 17 w The Astronomical Journal.
Śledź Doris Elin Urrutia na Twitterze @salazar_elin. Śledź nas na Twitterze @Spacedotcom. lub wł. Facebook.
„Całkowity miłośnik kawy. Miłośnik podróży. Muzyczny ninja. Bekonowy kujon. Beeraholik.”
More Stories
NASA odkrywa amerykańskie lokalizacje drzew Artemis Moon
Badania genetyczne borykają się z problemem różnorodności, który badaczom trudno rozwiązać
Pilna potrzeba hybrydowych i naturalnych rozwiązań klimatycznych