Descoperirea mai multor exoplanete care par să se micșoreze pare să corespundă unei „verigi lipsă" în evoluția planetară.

Patru mini-planete similare lui Neptun aflate în imediata apropiere a stelelor lor au fost descoperite pierzându-și atmosfera într-un ritm care corespunde cu un ciclu ce duce către o eventuală pierdere totală. Acest lucru sugerează că aceste lumi se vor micșora în cele din urmă în planete terestre, de o dimensiune similară cu a Pământului - și, mai mult, este vina stelelor lor că vor face acest lucru.

Deși oamenii de știință au crezut mult timp că aceste două tipuri de exoplanete sunt legate, motivul pentru care mini-planetele și-au pierdut atmosfera era necunoscut.

Galaxia Calea Lactee este un loc mare și divers și există multe tipuri de exoplanete care au fost identificate până în prezent și care sunt foarte diferite de cele pe care le găsim în sistemul nostru solar. Una dintre acestea este mini-Neptun - cel mai comun tip de lume detecta de misiunea Kepler, dar care este absent în mod notabil din micul nostru colț de galaxie.

Acestea sunt lumi mai masive decât Pământul și mai puțin masive decât Neptun, dar care sunt totuși învăluite într-o atmosferă groasă de hidrogen și heliu asemănătoare cu cea a lui Neptun. Interesant este faptul că aceste exoplanete nu par să fie mai mici de aproximativ două ori raza Pământului.

Super-Pământurile sunt următoarea categorie, exoplanete care au o rază cuprinsă între 1 și 1,5 ori mai mare decât cea a Pământului. Între aproximativ 1,5 și 2 raze ale Pământului, există un interval curios în care exoplanetele sunt extrem de rare. Acesta este cunoscut sub numele de diferența de rază a planetelor mici.

Oamenii de știință cred că acest decalaj există deoarece, peste o anumită limită critică, exoplanetele au suficientă masă pentru a păstra o atmosferă primordială substanțială care le mărește dimensiunea, plasându-le în clasa planetelor de tip mini-Neptun. Super-Pământurile, pe de altă parte, nu au suficientă masă și fie și-au pierdut atmosfera primordială, fie nu au avut-o niciodată.

Următoarea întrebare este: dacă aceste exoplanete au avut la început atmosfere primordiale, cum s-au pierdut acestea?
O cale potențială, numită pierderea de masă alimentată de nucleu, este căldura internă rezultată din formarea planetelor, în care energia gravitațională este convertită în căldură ce respinge atmosfera primordială. Cealaltă cale se numește fotoevaporare, în care iradierea intensă cu raze X și ultraviolete de la steaua tânără îndepărtează atmosfera exoplanetei.
Pentru a determina care dintre aceste scenarii conduce la transformarea mini-Neptunelor în super-Pământuri este necesară observarea exoplanetelor care trec de acest proces și determinarea ratei cu care acestea pierd masă.

Acest lucru ne trimite din nou la o nouă lucrare, realizată de o echipă de cercetători condusă de astronomul Michael Zhang de la California Institute of Technology (Caltech). Aceștia au folosit spectroscopia pentru a studia atmosferele a patru mini-Neptune tinere, aflate în apropiere, care orbitează în jurul unor stele pitice portocalii, pentru a determina rata cu care aceste exoplanete degajă heliu în spațiu.

Printre aceste patru mini-Neptune se numără una numită TOI 560b, care are o rază de 2,8 ori mai mare decât cea a Pământului, a cărei observație a fost publicată de Zhang și colegii săi la începutul acestui an.

Celelalte trei sunt noi: TOI 1430.01, cu o dimensiune de 2,1 ori mai mare decât cea a Pământului; TOI 1683.01, cu o dimensiune de 2,3 ori mai mare decât cea a Pământului; și TOI 2076b, cu o dimensiune de 2,52 ori mai mare decât cea a Pământului.

Echipa spune că descoperirile lor sugerează că majoritatea mini-Neptunelor care orbitează în jurul stelelor asemănătoare Soarelui se transformă probabil în super-Pământuri și fac acest lucru prin fotoevaporare.

„Concluzionăm că multe dintre aceste planete, dacă nu toate, își vor pierde învelișurile bogate în hidrogen și vor deveni super-Pământuri", scriu Zhang și colegii lor în lucrarea lor, care așteaptă să fie revizuită de colegi.

„Rezultatele noastre demonstrează că majoritatea mini-Neptunelor care orbitează în jurul stelelor asemănătoare Soarelui au atmosfere primordiale și că fotoevaporarea este un mecanism eficient pentru a elimina aceste atmosfere și a transforma aceste planete în super-Terre."

___________________________________________________________________________________________________

Urmăriți emisiunile preferate pe protvplus.ro: