Учените са открили, че някои планети могат да мигрират към ядрата на своите планетарни системи в началото на живота си, което може да обясни липсата на планети, които виждаме, които са около два пъти по-широки от Земята.
През годините учените са успели да наблюдават много екзопланети, които са по-малки или по-големи от Земята, но планети с размер между 1,6 и 2,2 пъти по-големи от нашата Вселена са относително редки. По-специално, екзопланети, определени като супер-Земя или мини-Нептун, изглежда липсват в космоса. Те се класифицират като такива, ако са малко по-големи от два пъти размера на нашата планета, но все още са по-малки от ледения гигант Нептун.
Отсъствието на тези планети стана известно като „радиусната долина“ или „радиусната празнина“ и отдавна тревожи учените.
Но сега нови изследвания предполагат, че „изгубените“ супер-Земи и мини-Нептуни може да са поели по различни маршрути от Долината на радиуса.
„Преди шест години повторен анализ на данни от космическия телескоп Кеплер разкри липсата на екзопланети, които са около половината от диаметъра на Земята“, каза Ремо Бърн, експерт по екзопланети в Института по астрономия Макс Планк. Той каза в изявление.
Свързани: изненада! Малките екзопланети може да изглеждат като бонбони Smarties и да не са сферични
Учените са знаели от много години, че планетите могат да се движат към или далеч от своите родителски звезди, след като са се образували, но това, което не е било известно досега, е колко ефективна е тази миграция при създаването на Радиусната долина.
Най-често срещаното обяснение за долината е свързано със звездите, които излъчват близко околните планети, лишават тези планети от атмосфера и ги карат да се свиват, казва Бърн. Но тази теория сама по себе си не го удовлетвори. „Това обяснение пренебрегва ефекта от планетарната миграция“, обясни той.
По този начин Бърн ръководи екип от изследователи, които се заеха да проучат дали планетарната миграция може да допълни стандартното обяснение и допълнително да обясни защо толкова малко супер-Земи и мини-Нептуни се виждат в орбита близо до своите звезди.
Гигантските земни планети се свиват, докато субпланетите растат
Тъй като двете планети, които заемат радиуса, супер-Земята и мини-Нептун, отсъстват от Слънчевата система, учените не могат да изучават нито една от тях отблизо. Изследователите обаче са доста сигурни, че суперземите са скалисти или земни планети, докато свойствата на Нептун са много по-малко сигурни.
Това, с което учените също са съгласни, е, че малките планети на Нептун, известни също като суб-Нептун, трябва да имат атмосфера, която далеч надвишава тази на скалистите планети.
Бърн и екипът искаха да разберат дали този факт може да изиграе роля в създаването на Радиусната долина и дали съществуването на самата тази долина може да показва много различни конфигурации и еволюции на супер-Земите и мини-Нептуните.
Докато извършваха повторен анализ на симулация, която екипът проведе през 2020 г., Бърн и колегите му взеха предвид процесите, протичащи в дискове от газ и прах, заобикалящи млади звезди, които водят до появата на нови планети, появата на атмосфера и планетарна миграция.
От решаващо значение за процеса на симулация и при разработването на потенциално решение за долината на радиуса – което също засяга планетарната миграция – беше разбирането как се държи водата в широк диапазон от налягания и температури. Това е така, защото тези параметри позволяват по-реалистично изчисляване на поведението на субнептуновите планети.
„Забележително е как физическите свойства на молекулярни нива влияят, както в този случай, върху широкомащабни астрономически процеси като формирането на планетарни атмосфери“, каза Томас Хенинг, член на екипа и директор на MPIA, в изявлението.
Екипът установи, че придвижването към родителската звезда има много различни ефекти както върху супер-Земята, така и върху мини-Нептун.
Детските Нептуни се раждат далеч от своите родителски звезди в ледените външни региони на техните системи. Екипът осъзна, че докато някои от тези планети остават на родното си място, получавайки ниски дози радиация от звездата си, леденият материал на младите Нептуни, които мигрират навътре към тяхната звезда, ще се разтопи.
Това ще създаде гъста водна атмосфера около тези екзопланети, като по този начин ще увеличи радиусите им и ще измести ширината им отвъд тази на планетите в радиусната празнина. Това е възможно, защото настоящите наблюдения на извънслънчеви светове не могат да направят разлика между атмосферата на екзопланета и твърдите части при изчисляване на ширината. Следователно учените изчисляват, че този ефект причинява пик в екзопланети с размер 2,4 пъти по-голям от Земята.
От друга страна, атмосферата на супер-Земите, които или мигрират към своята звезда-домакин, или се раждат много близо, ще бъде лишена от интензивното излъчване на техните звезди. Това ще принуди световете да загубят атмосферата си и да станат по-малки. Екипът казва, че това въздействие ще създаде голо скалисто ядро и ще предизвика пик в размерите на екзопланетите от само 1,4 пъти ширината на Земята.
Просто казано, това означава, че докато малките Нептуни се движат от долината на радиуса в една посока, супер-Земите се евакуират през противоположния изход. И двата механизма водят до рядкост планети, два пъти по-широки от Земята.
Симулациите на екипа за разкриване на тази мистерия биха могли да окажат влияние и в други области на екзопланетната наука.
„Ако разширим нашите резултати до по-студени региони, където водата е течна, това може да означава съществуването на водни светове с дълбоки океани“, каза Кристоф Мордасин, член на екипа и ръководител на отдела за космически изследвания и планетарни науки в Калифорнийския университет, Калифорния. Берн каза в изявлението. „Такива планети вероятно биха били домакини на живот и биха били относително очевидни цели за търсене на биомаркери благодарение на техния размер.“
Изследването на екипа е публикувано на 9 февруари в списанието Nature Astronomy.
More Stories
Изследователите са открили начин да огъват светлината около ъглите и е лудост да го видим в действие
Тази зашеметяваща снимка на лице на мравка изглежда като нещо от кошмар: ScienceAlert
SpaceX изстреля 23 сателита Starlink от Флорида (видео и снимки)