Предсказано существование гелиевых планет

Астрономы Мичиганского и Чикагского университетов предсказали существование гелиевых планет, возникающих в результате эволюции субнептунов — гигантских экзопланет, которые в размерах уступают Нептуну. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Известно, что планеты с радиусом меньшим, чем у Нептуна, обращающиеся вокруг родительских звезд менее чем за сто лет, встречаются в 10 раз чаще, чем планеты, которые больше Нептуна. Однако ученые почти не встречают планеты с радиусом от 1,5 до 2 радиусов Земли, но при этом наблюдают множество объектов с радиусами около 1,3 и 2,4 радиуса Земли. Такое бимодальное распределение размеров субнептунов долгое время представляло загадку для астрономов, поскольку не была понятна природа долины между двумя пиковыми значениями радиусов этого класса экзопланет.

Материалы по теме:

Мы вам не братьяЧем обернется для человечества контакт с инопланетным разумом? Отвечают ученые

25 апреля 2021

Конец инопланетянам.Откуда берутся таинственные сигналы из космоса и почему внеземных цивилизаций не существует

1 марта 2020

Почти все немногие экзопланеты, находящиеся в так называемой долине радиусов, имеют низкую среднюю плотность, что объясняется наличием объемных газовых оболочек с высокими массовыми долями водорода и гелия. Согласно одному из сценариев, эти оболочки подвергаются воздействию ионизирующего излучения от родительских звезд и тепловой энергии, выделяемой ядрами. При этом гравитационное притяжение планеты слишком мало, чтобы препятствовать потере массы, поэтому в конечном итоге от них остаются голые скалистые ядра.

Альтернативная гипотеза предполагает, что крупные водные миры, которые изначально образовались на снеговой линии (области, где вода существует в виде льда), мигрируют ближе к звезде. Это создает второй пик, тогда как первый пик образован скалистыми планетами, сформировавшимися вблизи родительского светила.

Ученые провели моделирование 70 тысяч субнептунов, варьируя их размеры, типы родительских звезд и температуру атмосферы, чтобы оценить, как внутреннее тепло и радиация влияет на газовые оболочки. Оказалось, что реализуется сценарий испарения газовых оболочек, при этом планеты теряют больше водорода, чем гелия. Таким образом, субнептуны с радиусом 1,6-2,5 радиуса Земли должны иметь атмосферы, которые на 40 процентов состоят из гелия.

Если эта теория верна, планеты с богатой гелием атмосферой должны быть особенно распространены среди планет второго пика, обладающими размерами, близкими к верхней границе долины радиусов. Гелий накапливается по мере того, как субнептун теряет свою атмосферу, уменьшаясь в размерах. Это могут подтвердить будущие наблюдения, которые будут проводиться с помощью телескопа Джеймса Уэбба.