Výzkumníci z Centra pro výpočetní astrofyziku Flatiron Institute publikovali a papír minulý týden by to mohlo vysvětlit záhadnou mezeru ve velikosti planet mimo naši sluneční soustavu. Planety mezi 1,5 a 2 násobkem poloměru Země jsou překvapivě vzácné. Tento nový výzkum naznačuje, že důvodem může být to, že planety o něco větší než tato, nazývané mini-Neptuny, časem ztrácejí atmosféru a zmenšují se, aby se staly „super-zeměmi“ jen o málo většími než naše domovská planeta. Tyto měnící se planety mají jen krátce poloměr správné velikosti, aby zaplnily mezeru, a rychle se za ní zmenšují. Důsledek pro planetární vědu je vzrušující, protože potvrzuje, že planety nejsou statické objekty, ale vyvíjející se a dynamické světy.
Výzkum exoplanet je velmi mladý obor. Ještě v roce 1992 nikdo nikdy neviděl planetu za naší sluneční soustavou. Dnes jsme jich objevili více než 4 700 a toto číslo rychle roste díky úsilí specializovaných vesmírných teleskopů, jako jsou např. Kepler (nyní zaniklý) a jeho nástupce, TESS . Najednou jsme získali obrovskou novou velikost vzorku planet ke studiu, mimo osm planet (pardon Pluto), které obíhají kolem našeho slunce.
Kepler, TESS a další lovci planet objevili zcela nové typy planet, jako jsou takzvané ‚hot-Jupitery‘, velké plynné obry, které obíhají velmi blízko své hvězdy. Byly to jedny z prvních pozorovaných exoplanet, protože jejich velké rozměry usnadňovaly jejich nalezení a jejich malé, rychlé orbitální periody znamenaly, že jsme je mohli vidět projít před svou hvězdou více než jednou za krátkou dobu (některé horké Jupitery rok, který trvá jen několik pozemských dnů).
Umělecký dojem z KELT-9b, horké planety Jupiter obíhající blízko své hvězdy. Poděkování: NASA/JPL-Caltech.
Jak naše schopnost nacházet menší planety rostla, začali jsme vidět velké množství typů planet, z nichž nejmenší jsou ještě menší než Merkur. Ale jak se velikost našeho vzorku rozšiřuje, zůstává podivná mezera mezi 1,5 a 2 poloměry Země. Z nějakého důvodu se planetám nelíbí, že jsou tak velké.
Předchozí teorie předpokládaly, že bombardování asteroidy by mohlo vytrhnout atmosféru z planet této velikosti nebo že některé planety by se mohly vytvořit v oblastech bez dostatečného množství plynu na to, aby získaly hustou atmosféru, a jejich celková velikost by tak zůstala hluboko pod ‚mezerou‘.
Výzkumný tým vedený Trevorem Davidem přistoupil k záhadě novým způsobem, když zvažoval, zda v průběhu času nedošlo k nějaké změně velikosti. Planety mají tendenci vznikat ve stejnou dobu jako jejich hvězda, takže pokud znáte věk hvězdy, můžete stáří planety odhadnout. To umožnilo týmu roztřídit planety do věkových skupin.
Zjistili, že mezi staršími planetami (staršími než 2 miliardy let) se mezera soustředila kolem 1,8 poloměru Země, zatímco planety mladší než 2 miliardy let měly velikostní mezeru blíže k 1,6 poloměru Země.
S laskavým svolením Simons Foundation.
Tento rozdíl naznačuje, že nejmenší mini-Neptuni se nemohou udržet ve své atmosféře a zmenšit se, aby se stali superzeměmi poměrně brzy. Ke stejnému procesu dochází později u mírně větších mini-Neptunů, což vede k posunu „mezery“. Jako Thomas Sumner z Simons Foundation klade to , propast je proto nejlépe chápána jako „propast mezi největšími superzeměmi a nejmenšími mini-Neptuny, které si stále mohou zachovat svou atmosféru“.
Co je příčinou tohoto atmosférického smršťování? Je to pravděpodobně způsobeno zářením hvězdy planety, která plyn odfoukne, nebo zbytkovým teplem uvnitř samotné planety. Tyto procesy do určité míry ovlivňují všechny planety, ale největší planety mají dostatečnou gravitaci, takže efekt není zdaleka tak dramatický.
S jednou záhadou vyřešenou (nebo alespoň věrohodně vysvětlenou) je stále ještě spousta dalších informací o podrobnostech procesu, jako je zkoumání toho, jak mohou magnetická pole ovlivnit velikost planety a ztrátu atmosféry.
List vyšel v The Astronomical Journal.
Další informace:
Trevor David a kol., “ Evoluce distribuce velikosti exoplanet: Formování velkých super-zemí v průběhu miliard let. 'The Astronomical Journal.
Thomas Sumner, “ Zmenšující se planety by mohly vysvětlit záhadu chybějících světů vesmíru ,“Simons Foundation.
Kredit vybraného obrázku: Aldaron (Wikimedia Commons).
