„Kurczące się” planety mogą być brakującym ogniwem w ewolucji planetarnej

W ostatnim czasie naukowcy odkryli cztery mini-Neptuny, których atmosfery kurczą się w tempie zgodnym z teorią ucieczki atmosferycznej. Sugeruje to, że planety te w końcu skurczą się do wielkości Ziemi. Winą za taki stan rzeczy są ich gwiazdy, wokół których krążą.

Mini-Neptuny są jednymi z najczęściej wykrywanych egzoplanet w kosmosie przez misję Kepler. Co ciekawe w naszym zakątku Drogi Mlecznej jeszcze ich nie zaobserwowaliśmy. Ciała niebieskie tego typu mają masę większą niż Ziemia i jednocześnie mniejszą niż Neptun. Podobnie jak Niebieska Planeta są spowite gęstą atmosferą zbudowaną z wodoru i tlenu. Egzoplanety wydają się mieć promień nie mniejszy niż dwukrotność promienia naszej planety.

Istnieją także egzoplanety typu superziemie, których promień jest od 1 do 1,5 razy większy od Ziemi. Naukowcy zauważyli, że pomiędzy 1,5 a 2 razy większymi promieniami od promienia Błękitnej Planety, istnieje dziwna luka, w której występowanie egzoplanet jest niezwykle rzadkie - nazywane jest to małym odstępem promienia planety.

Badacze uważają, że istnieje ona, ponieważ od pewnej krytycznej granicy, egzoplanety mają wystarczającą masę, aby zachować pierwotną atmosferę, która powiększa ich rozmiar. Umieszcza je to w klasie mini-Neptunów. Z drugiej strony, superziemie nie mają wystarczającej masy lub utraciły swoje pierwotne atmosfery, lub też nigdy ich nie miały.

Potencjalnymi ścieżkami utraty atmosfery jest fotoparowanie lub tzw. utrata masy przez rdzeń.

Naukowcy z Kalifornijskiego Instytutu Technologii wykorzystali metodę spektroskopii do zbadania czterech mini-Neptrunów krążących wokół pomarańczowych karłów. Zespół odkrył, że wszystkie cztery planety miały znaczącą utratę helu, który uciekał w przestrzeń kosmiczną zgodnie z koncepcją fotoparowania. Ponadto straty te są wystarczające, aby egzoplanety "pozbyły" się swoich atmosfer w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat - jest to krótki okres w kosmicznej skali czasu.

Fotoparowanie w skrócie polega na tym, że intensywne promieniowanie rentgenowskie i ultrafioletowe pochodzące z młodej gwiazdy usuwa atmosferę egzoplanety. Naukowcy mówią, że odkrycie sugeruje, że większość mini-Neptunów krążących wokół gwiazd podobnych do Słońca prawdopodobnie zamienia się w superziemie i robi to przede wszystkim wskutek fotoparowania.