Mini-Neptunele și super-Pământurile pot avea mult mai multe în comun decât să fie doar niște superlative.
Patru exoplanete gazoase, fiecare puțin mai mică decât Neptun, par să evolueze în super-Pământuri, lumi stâncoase de până la 1,5 ori mai late decât planeta noastră. Acest lucru se datorează faptului că radiația intensă a stelelor lor pare să împingă atmosferele groase ale planetelor, raportează cercetătorii într-un articol prezentat la 26 iulie la arXiv.org. Dacă rata actuală de pierdere a atmosferei se menține, echipa prezice că aceste atmosfere umflate vor dispărea în cele din urmă, lăsând în urmă planete mai mici, formate din rocă goală.
Studierea modului în care aceste lumi evoluează și își pierd atmosferele poate ajuta oamenii de știință să înțeleagă cum își pierd atmosfera și alte exoplanete. Iar acest lucru, spune astronomul Heather Knutson de la Caltech, poate oferi informații despre ce tipuri de planete ar putea avea medii locuibile. „Pentru că, dacă nu poți păstra o atmosferă”, spune ea, „nu poți fi locuibilă”.
Noul studiu al lui Knutson și al colegilor săi întărește o suspiciune anterioară. La începutul acestui an, aceiași cercetători au raportat că heliul părea să scape din atmosfera uneia dintre aceste mini-Neptune. Dar echipa nu era sigură dacă descoperirea lor a fost una singulară. „Poate că am fost foarte norocoși pentru această planetă, dar fiecare altă planetă este diferită”, spune Michael Zhang, cercetător de exoplanete, tot de la Caltech.
Așa că echipa s-a uitat la alte trei mini-Neptune care orbitează în jurul altor stele și a comparat aceste lumi cu prima planetă pe care o observaseră. Fiecare dintre aceste planete blochează ocazional o parte din lumina de la steaua sa (SN: 21/7/21/21). Zhang, Knutson și colegii lor au urmărit cât timp fiecare planetă a blocat lumina stelelor sale și cât de mult din lumina stelară a fost absorbită de heliul care înfășura planetele. Împreună, aceste observații au permis echipei să măsoare dimensiunile și formele atmosferelor planetelor.
„Atunci când o planetă își pierde atmosfera, se obține această coadă mare de gaz, asemănătoare unei comete, care iese din planetă”, spune Knutson. Dacă în schimb gazul este încă legat de planetă – așa cum este cazul lui Neptun din sistemul nostru solar – astronomii ar fi văzut un cerc. „Nu înțelegem pe deplin toate formele pe care le vedem în fluxurile de ieșire”, spune ea, „dar vedem că nu sunt sferice”.
Cu alte cuvinte, fiecare planetă își pierde în mod constant heliul. „Nu aș fi ghicit niciodată că fiecare planetă pe care am privit-o, că vom vedea o detecție atât de clară”, spune Knutson.
Astronomii au calculat, de asemenea, câtă masă pierdeau acele exoplanete (SN: 6/19/17). „Această rată de pierdere de masă este suficient de mare pentru a dezbrăca atmosferele cel puțin ale majorității acestor planete, astfel încât unele dintre ele, cel puțin, vor deveni super-Pământuri”, spune Zhang.
Aceste rate, totuși, sunt doar instantanee în timp, spune Ian Crossfield, un cercetător de exoplanete de la Universitatea din Kansas din Lawrence, care nu a fost implicat în această lucrare. Pentru fiecare planetă, „nu se știe exact cum anume a pierdut atmosfera de-a lungul întregii sale istorii și în viitor”, spune el. „Tot ceea ce știm este ceea ce vedem astăzi”. Chiar și cu astfel de întrebări deschise, adaugă el, ideea că mini-Neptunele se transformă în super-Pământuri „pare plauzibilă”.
Teoriile și simulările pe calculator privind modul în care planetele se formează și își pierd atmosfera pot ajuta la completarea unor neclarități privind planetele individuale, spune Crossfield.
Măsurătorile mai multor mini-Neptunuri vor fi de asemenea de ajutor. Zhang plănuiește să observe încă o mână de ele. În plus, „am mai analizat deja încă o țintă, iar acea țintă are, de asemenea, un heliu scăpat destul de puternic [signal],” spune el. „Acum avem cinci din cinci”.