Exoplanetele fierbinți și stâncoase sunt nucleele pârjolite ale foștilor giganți gazosi

Este posibil ca Pământul să nu ofere cel mai bun plan pentru modul în care se nasc planetele stâncoase.

O analiză a planetelor din afara sistemului solar sugerează că cele mai multe exoplanete fierbinți și stâncoase au început mai degrabă ca Neptunurile gazoase. Astfel de planete sunt stâncoase acum, deoarece stelele lor și-au aruncat în aer atmosferele groase, lăsând doar un nucleu inospitalier, raportează cercetătorii într-o lucrare postată online pe 15 octombrie pe arXiv.org. Asta ar putea însemna că aceste planete nu sunt atât de reprezentative pentru Pământ pe cât credeau oamenii de știință, iar folosirea lor pentru a estima frecvența unor lumi potențial care găzduiesc viață este înșelătoare.

„Una dintre marile descoperiri este că planetele stâncoase, probabil de dimensiunea Pământului, sunt incredibil de comune, cel puțin pe orbite mai fierbinți”, spune omul de știință planetar Eric Lopez de la Centrul de Zbor Spațial Goddard al NASA din Greenbelt, Maryland, care nu a fost implicat în acest proiect. studiu. „Marea întrebare este, oare acele exoplanete fierbinți ne spun ceva despre frecvența planetelor asemănătoare Pământului? Acest lucru sugerează că ar putea să nu fie.”

Observațiile de până acum sugerează că lumi de dimensiunea Pământului probabil se grupează în două categorii: super-Pământuri stâncoase și mini-Neptunuri gazoase (SN Online: 19.06.17). Super-Pământurile sunt între una și 1,5 ori mai largi decât Pământul; mini-Neptunii au între 2,5 și patru ori dimensiunea Pământului. Lucrările anterioare au arătat că există un decalaj clar între dimensiunile acestor planete.

Deoarece planetele care sunt aproape de stelele lor sunt mai ușor de văzut pentru telescoape, majoritatea super-Pământurilor stâncoase descoperite până acum au o orbită apropiată – cu ani care durează între aproximativ două și 100 de zile pământești – făcând lumea mult prea fierbinte pentru a fi găzduită. viața așa cum o știm. Dar pentru că sunt stâncoase ca Pământul, oamenii de știință includ aceste lumi cu frații lor mai cool atunci când estimează câte planete locuibile ar putea fi acolo.

Dacă super-Pământurile fierbinți încep să fie stâncoase, poate se datorează faptului că lumile se formează mai târziu decât însoțitorii lor umflați, mini-Neptun, atunci când există mai puțin gaz în sistemul planetar în creștere pentru a construi o atmosferă. Sau, dimpotrivă, astfel de planete, împreună cu mini-Neptunii, pot începe cu atmosfere groase. Este posibil ca aceste lumi stâncoase să-și fi avut atmosferele îndepărtate de vânturile stelare.

Povestea continuă după diagramă

Acum, astronomul exoplanetelor Vincent Van Eylen de la Universitatea Leiden din Olanda și colegii săi au arătat că vina este în stele. „Aveți într-adevăr aceste două populații, iar influența stelei este cea care creează această separare”, spune Van Eylen. Acest rezultat i-ar putea avertiza pe astronomi să nu se bazeze prea mult pe aceste lumi fierbinți și stâncoase atunci când calculează câte planete locuibile ar putea exista.

Pentru a măsura dimensiunile planetelor, astronomii trebuie să cunoască dimensiunile stelelor lor. Van Eylen și colegii săi au analizat 117 planete ale căror dimensiuni ale stelelor gazdă au fost măsurate folosind astroseismologie. Această tehnică urmărește cât de des se schimbă luminozitatea stelei pe măsură ce oscilațiile interioare se undă prin ea și folosește frecvența pentru a-i determina dimensiunea.

„Gândește-te la stele ca la instrumente muzicale”, spune Van Eylen. Un contrabas și o vioară produc sunet în același mod, dar înălțimea este diferită din cauza dimensiunii instrumentului. „Este exact același lucru cu stelele.”

Cercetătorii au calculat apoi dimensiunile planetelor – între una și patru ori mai mare decât Pământul – cu o precizie de aproximativ patru ori mai mare decât în ​​studiile anterioare. După cum era de așteptat, planetele s-au grupat în grupuri de aproximativ 1,5 și 2,5 ori mai mare decât raza Pământului, lăsând un gol în mijloc.

Apoi, echipa a analizat modul în care dimensiunile planetelor s-au schimbat odată cu distanța față de steaua gazdă. Planetele care au fost stâncoase de la început ar trebui să fie mai mici aproape de stele, unde studiile altor sisteme stelare tinere sugerează că ar fi trebuit să existe mai puțin material disponibil atunci când aceste planete se formau. Dar dacă apropierea de vânturile unei stele este cheia, ar trebui să existe niște lumi stâncoase mai mari mai aproape, cu lumi gazoase mai mici mai departe.

Planetele lui Van Eylen se potriveau cu cea de-a doua imagine: cea mai mare dintre planetele stâncoase cuibărite aproape de stele erau mai mari decât cele îndepărtate. Asta sugerează că planetele stâncoase au avut cândva atmosfere și le-au pierdut.

„Nu este corect să luăm planetele apropiate și să presupunem că planetele mai îndepărtate sunt la fel ca ele”, spune astronomul exoplanetelor Courtney Dressing de la Universitatea din California, Berkeley. „S-ar putea să te păcăliști.”