За последние 20 лет астрономы обнаружили тысячи экзопланет с помощью таких космических аппаратов, как Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) и уже вышедшего из эксплуатации космического телескопа Кеплер. Их размеры варьируются от огромных газовых гигантов, во много раз больших, чем Юпитер, до каменистых миров, как наша Земля. Однако в этом списке между ними отсутствуют планеты среднего размера. Астрономы долгое время ломали голову над так называемым "пробелом" в каталоге обнаруженных планет, между суперземлями и мини-нептунами. В новом исследовании было предложено возможное объяснение этому пробелу в каталоге планет. Недостающие планеты не были обнаружены, потому что они хаотично перемещаются в космосе.
Скрывающиеся от астрономов экзопланеты должны быть примерно в два раза больше диаметра Земли. В современном каталоге планет зафиксировано множество каменистых планет, похожих на Землю, а также газовых гигантов, таких как Нептун, но между ними в середине — необъяснимая нехватка экзопланет. По словам руководителя исследования Ремо Бёрна из Института астрономии имени Макса Планка, последний анализ данных телескопа Кеплера подтвердил необъяснимую нехватку планет в нашей Вселенной.
Команда астрономов под руководством Бёрна разработала компьютерную модель, призванную объяснить этот пробел в каталоге. Их симуляция частично основывается на широко распространенной теории ученых о недостающих экзопланетах. На данный момент известно, что большинство планет имеют стабильные орбиты, но есть также убедительные доказательства того, что некоторые могут хаотично перемещаться ближе или дальше от своей звезды по мере развития своей планетарной системы. Некоторые астрономы предположили, что эти экзопланеты со временем теряют свою атмосферу из-за звездной радиации. Поэтому наблюдателю, находящемуся на расстоянии многих световых лет, они покажутся маленькими.
Размеры известных экзопланет. Фото: MPIA
Согласно новому исследованию, неконтролируемая миграция экзопланет объясняет, почему они до сих пор не обнаружены. Новая модель показывает, что более крупные экзопланеты, находящиеся далеко от звезды, могли бы заполнить возникший пробел, но эти миры намного труднее обнаружить с помощью нынешних методов, поэтому их у нас нету в базе данных среди обнаруженных экзопланет. Если эти миры пролетают слишком близко звезде, то их ледяные поверхности тают, образуя плотную и широкую атмосферу, которая увеличивает их видимый радиус. И наоборот, каменистые суперземли, вращающиеся по спирали ближе к звезде, теряют атмосферу, из-за чего кажутся меньше.
Данная модель основана на расчетах формирования и эволюции планет на основе наших текущих знаний. Сюда входят такие важные аспекты, как поведение пыли и газа в протопланетных дисках и возникновение атмосфер. По словам директора Института астрономии им. Макса Планка Томаса Хеннинга, «последнее исследование - результат многолетней совместной подготовительной работы и постоянное совершенствование знаний об эволюции экзопланет».
Однако результаты моделирования не являются идеальными. Команда отмечает, что при расчетах слишком много ледяных миров оказались рядом со своими звездами. Тем не менее, команда считает, что в целом модель корректна. Возможно, в ближайшие годы мы сможем проверить эту гипотезу благодаря космическому телескопу имени Джеймса Уэбба и строящемуся Extremely Large Telescope (Чрезвычайно большому телескопу).
