Исследования показывают, что суперземли - это не остатки мининептунов, что ставит под сомнение современное понимание формирования планет.
Самая распространенная популяция экзопланет - это мининептуны и суперземли, которые в четыре раза больше нашей планеты. До сих пор считалось, что суперземля - это каменистые ядра мининептунов, газовая атмосфера которых была унесена звездным ветром. В новом исследовании, опубликованном в The Astrophysical Journal, астрономы из Университета Макгилла показывают, что некоторые из этих экзопланет никогда не имели газовой атмосферы, что проливает новый свет на их загадочное происхождение.
Из наблюдений известно, что около 30-50% звезд имеют на орбита вокруг себя и суперземли, и мининептуны, причём обе популяции появляются примерно в равных пропорциях. Но откуда они?
Одна из теорий состоит в том, что большинство экзопланет рождаются как мининептуны, но некоторые из них были лишены газовых оболочек из-за излучения своих звезд, в результате чего осталось лишь плотное скалистое ядро. Эта теория предсказывает, что в нашей галактике очень мало небольших экзопланет размером с Землю и Марс. Однако недавние наблюдения показывают, что это не так.
Чтобы узнать больше, астрономы использовали моделирование для отслеживания эволюции этих загадочных экзопланет. В модели используются термодинамические расчеты, основанные на массе их скалистых ядер, удалении от родительских звезд и температуре окружающего газа.
Вопреки предыдущим теориям, новое исследование показывает, что некоторые экзопланеты не могут создавать газовую атмосферу, говорит соавтор работы Ива Ли, доцент кафедры физики Университета Макгилла и Космического института Макгилла.
Полученные данные свидетельствуют о том, что не все суперземли являются остатками мининептунов. Скорее, экзопланеты образовались в результате единого распределения разложения горных пород, образовавшегося во вращающемся диске газа и пыли вокруг родительских звезд. Некоторые каменистые планеты получают массивные газовые оболочки, а другие остаются скалистыми суперземлями, добавляет он.
Как рождаются суперземли и мини-Нептуны?
Считается, что планеты образуются в виде вращающегося диска из газа и пыли вокруг звезд. Тела размером больше Луны обладают достаточной силой тяжести, чтобы притягивать окружающий газ и образовывать оболочку вокруг ядра. Со временем эта оболочка охлаждается и сжимается, создавая пространство для втягивания большего количества окружающего газа, что приводит к росту экзопланеты. Когда вся оболочка остынет до той же температуры, что и окружающий её газ, оболочка больше не может сжиматься и рост прекращается.
В случае ядер меньшего размера эта оболочка крошечная, поэтому образуются скалистые экзопланеты. Разница между суперземлями и мининептунами заключается в способности этих пород расти и удерживать газовые оболочки.
Наши результаты помогают выяснить происхождение двух популяций экзопланет и их возможное распределение. «Используя теорию, предложенную в исследовании, мы смогли наконец расшифровать, насколько распространенными могут быть скалистые экзопланеты, такие как Земля», - говорит Ли.
Источник: McGill
