Ученые, возможно, наконец поймут, почему большие планеты продолжают превращаться в «суперземли»

Внешний космос обостряет утечку атмосферы нескольких планет за пределами нашей солнечной системы, что приводит к уменьшению их размеров. В отличие от того, чтобы быть выдутыми ветрами от звезд, эти миры уменьшаются под воздействием своих собственных внутренних процессов.

Известно, что около 90 тонн воздуха, составляющего защитный слой Земли, улетают в космос ежедневно из-за нагрева атмосферы солнцем. Однако с учетом этой экстремально низкой скорости у ушедшего времени на Земле потребовалось бы более 15 триллионов лет для полной потери атмосферы, что оставляет мало поводов для беспокойства.

Новое исследование показывает, что некоторые экзопланеты, особенно те, что больше Земли, но меньше Нептуна, фактически теряют свою атмосферу изнутри через процесс, известный как "потеря массы за счет ядра". Этот механизм способен сжать объемную планету, подобную Нептуну, до скалистой суперземли. Это наблюдение дает астрономам ключи для объяснения отсутствия экзопланет примерно в 1,5-2 раза больших, чем Земля, в зоне между суперземлей и субнептуном.

"Ученые, изучающие экзопланеты, теперь обладают достаточными данными, чтобы утверждать, что этот разрыв не случаен. Что-то происходит, предотвращающее планетам достижение или удержание такого размера", — отметила Джесси Кристиансен из Калифорнийского технологического института.

Исследователи предполагают, что это "что-то" может быть излучением из горячих ядер субнептуновых планет, отталкивающими их атмосферу. В то время как существует альтернативная, но маловероятная, теория, связанная с фотоиспарением, это явление, вероятно, не решает данную загадку, так как оно обычно происходит в первые 100 миллионов лет после формирования планеты, в то время как исследование сосредоточено на более старых субнептунах.

Команда исследователей использовала данные миссии NASA "Кеплер-2", пересматривая программу по поиску экзопланет после того, как космический корабль "Кеплер" столкнулся с техническими проблемами. Их исследование охватывало звезды в скоплениях Празепе и Гиад, где возраст звезд составлял 600 и 800 миллионов лет соответственно.

В этом возрастном диапазоне ученые выявили, что почти все звезды имели субнептунов, обладающих атмосферой, что поддерживает предположение об отсутствии фотоиспарения. Однако только 25% планет вокруг звезд старше 800 миллионов лет обладали орбитальными субнептунами. Учитывая, что эти звезды приближаются к возрасту в 1 миллиард лет, когда ожидается начало потери массы из-за энергии ядра, механизм, связанный с выталкиванием ядра, вероятно, является основной причиной утечки атмосферы у этих планет.