Exoplanetele de dimensiuni medii par să apară numai după ce și-au revarsat atmosfera de-a lungul a miliarde de ani.
Este posibil ca astronomii sa fi aflat de ce exoplanetele de o anumita dimensiune par a fi atat de rare. Intr-un nou studiu, oamenii de stiinta au gasit dovezi ca anumite dimensiuni rare ale planetelor devin mai frecvente in timp, pe masura ce planetele cu gaz se micsoreaza pentru a-si dezvalui nucleele stancoase.
Planetele mici care orbiteaza aproape de soarele lor tind sa se incadreze in categorii de dimensiuni mai mari sau mai mici, dar rareori ajung in mijloc. Aceasta diferenta de dimensiune, sau „vale de raza”, inseamna ca, dupa ce au gasit mii de exoplanete, astronomii au venit cu un numar surprinzator de mic de planete intre 1,5 si de doua ori dimensiunea Pamantului – numite super Pamanturi (sau mega-Pamanturi) si, respectiv, sub Neptuni (sau mini-Neptuni). Abia acum cativa ani astronomii au documentat suficiente exoplanete pentru a observa aceasta lipsa de anumite dimensiuni. Nici in sistemul nostru solar nu avem. Planetele noastre interioare, Mercur, Venus, Pamant si Marte, sunt toate sub dimensiunea super Pamantului.
Dar se pare ca acea vale de raza se umple odata cu varsta, spune Trevor David, astronom la Centrul pentru Astrofizica Computationala al Institutului Flatiron, care a condus studiul.
David subliniaza ca echipa sa nu a dovedit o relatie cauza-efect. Nu stiu cu siguranta daca planetele mai vechi se micsoreaza intr-adevar pentru a umple golul. Dar varsta „pare a fi cel mai probabil” vinovat pentru diferentele de dimensiune a planetei, spune David. Echipa sa a explorat cateva motive posibile pentru care planetele ar putea sa se micsoreze pe masura ce imbatranesc.
„Este inca o dovada” ca atat super Pamanturile, cat si sub Neptunii „par sa se nasca ca o populatie”, spune Hilke Schlichting, un om de stiinta planetar la UCLA care studiaza formarea planetei si nu a fost implicat in studiu. Ea spune ca studiul aduce un argument convingator ca sub Neptunii isi pierd atmosfera de-a lungul a miliarde de ani si devin super Pamanturi.
Echipa a adunat o lista de peste 700 de exoplanete si le-a separat in doua grupuri: unul format din planetele mai vechi si unul format din planetele mai nou formate. Au descoperit ca lipsa planetelor de dimensiuni medii – care era evident in grupul mai tanar – a disparut practic in grupul cu planete mai vechi.
Exista doua cauze probabile pentru micsorarea atmosferelor exoplanetelor. Prima este lumina cu energie ridicata – ultraviolete si raze X – de la stele tinere, care pot distruge moleculele din atmosfera superioara a planetei. A doua este caldura de la miezul topit al unei planete, care ridica temperatura atmosferei pana cand unele dintre moleculele sale obtin suficienta energie pentru a atinge viteza de evacuare si a zbura liber in spatiu, spune David.
Exista, de asemenea, o sansa ca impactul de tip asteroid sa duca la pierderea atmosferei, spune el. Dar asta nu corespunde cu datele.
O mare parte din formarea planetei este inca un mister. De exemplu, uneori o planeta stancoasa poate fi chiar langa o planeta gazoasa de patru ori mai mare decat dimensiunea sa, spune David. Ati crede ca ar fi asemanatoare dupa ce s-au format una langa cealalta, dar nu este cazul.
Cat despre sistemele solare inca in formare, numite discuri protoplanetare, explica partial modul in care unele planete raman cu atmosfere imense. Gazul disponibil pe disc se disperseaza relativ rapid. „Este o cursa impotriva timpului”, spune David, pentru ca planetele sa acumuleze suficienta masa pentru a prinde o atmosfera inainte ca aceasta sa se disperseze. O mare parte din lucrarile sale separa diferentele dintre modul in care exoplanetele s-au format initial si au evoluat in timp.
Schlichting, un teoretician, a condus studiul ideii de incalzire a miezului in laboratorul ei. Ea spune ca spera ca cercetarile viitoare pot determina ce metoda de pierdere a atmosferei este mai puternica sau daca ambele contribuie semnificativ. „Speram ca una este dominanta”, spune ea. Apoi, „ne putem da seama care dintre ele este dominanta in ceea ce priveste modelarea acestei vai cu raza”.
