Ученые НАСА выяснили наиболее вероятный механизм, влияющий на то, что некоторые экзопланеты теряют свою атмосферу и уменьшаются в размерах. Результаты, объясняющие дефицит планет размером между суперземлями и нептунами, представлены в статье, опубликованной в журнале The Astronomical Journal.
Известно, что планеты, которые в 1,5-2 раза превышают размер Земли, встречаются достаточно редко по сравнению со скалистыми планетами и ледяными гигантами размером с Нептун или чуть меньше. Данные указывают на то, что этот разрыв не является случайностью, и существуют факторы, которые не дают планетам долго оставаться в соответствующем промежутке. Предполагается, что некоторые субнептуны со временем теряют свою атмосферу, поскольку не обладают достаточной массой, чтобы ее удержать, и превращаются в суперземли.
Было предложено два вероятных механизма: потеря массы за счет энергии ядра и фотоиспарение. В новом исследовании были получены новые доказательства, подтверждающие первую гипотезу. Для этого ученые проанализировали данные телескопа «Кеплер», чтобы изучить звездное скопление Ясли и Гиады, возраст которых составляет 600-800 миллионов лет.
Потеря массы за счет энергии ядра происходит, когда радиация, испускаемая горячим ядром планеты, со временем отталкивает атмосферу от планеты. Хотя считается, что фотоиспарение происходит в течение первых 100 миллионов лет существования планеты, потеря массы за счет энергии ядра, как полагают, происходит гораздо позже, через 1 миллиард лет. Субнептуны в скоплениях Ясли и Гиады уже прошли возраст фотоиспарения, но еще не достигли возраста потери массы из-за ядра.
Оказалось, что почти 100 процентов звезд в этих скоплениях еще имеют на своей орбите субнептуновую планету или планету-кандидата, которые сохранили свою атмосферу. Это отличается от других, более старых звезд, наблюдаемых «Кеплером», возрастом более 800 миллионов лет, только 25 процентов имеют орбиту субнептуна. Это значит, что фотоиспарение не играет ключевую роль в превращении субнептуна в суперземлю, и более вероятным является потеря массы за счет энергии ядра.
