Adam Makarenko, Observatorul Keck.
Planetele de tip mini-Neptun și super-Pământ ar putea avea mult mai multe în comun decât a fi superlative.
Patru exoplanete gazoase, fiecare dintre ele puțin mai mică decât Neptun, par să evolueze în super-Pământuri, lumi stâncoase de până la 1,5 ori mai mari diametrele decât al planetei noastre. Acest lucru se datorează faptului că radiația intensă a stelelor lor pare să îndepărteze atmosferele dense ale planetelor, potrivit cercetătorilor într-un articol publicat la 26 iulie pe site-ul arXiv.org. Dacă rata actuală de pierdere a atmosferei se menține, echipa prezice că aceste atmosfere pline 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 atmosfera 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 unuia dintre acești mini-Neptuni. Dar echipa nu era sigură dacă descoperirea lor a fost una singulară. „Poate că am fost foarte norocoși în ceea ce privește această planetă, însă oricare altă planetă este diferită”, spune Michael Zhang, cercetător de exoplanete, tot de la Caltech.
Așa că echipa a analizat alți trei mini-Neptuni 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 stelei sale. Zhang, Knutson și colegii au urmărit cât timp fiecare planetă a blocat lumina stelelor sale și cât de mult din acea lumină 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 cu cea a unei comete, care iese de pe 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 mi-aș fi imaginat niciodată că fiecare planetă pe care am analizat-o va fi detectată atât de clar”, spune Knutson.
Astronomii au calculat, de asemenea, câtă masă pierdeau aceste exoplanete. „Această rată de pierdere a masei este suficient de mare pentru a despuia atmosfera cel puțin a majorității acestor planete, astfel încât unele dintre ele, cel puțin, vor deveni super-Pământuri”, spune Zhang.
Aceste rate, însă, sunt doar instantanee în timp, spune Ian Crossfield, cercetător în domeniul exoplanetelor la Universitatea 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 ce știm este ceea ce vedem astăzi”. Chiar și cu astfel de întrebări deschise, adaugă el, ideea că mini-Neptunii 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-Neptuni vor fi, de asemenea, de ajutor. Zhang plănuiește să mai observe încă o parte din ele. În plus, „ne-am uitat deja la încă o țintă, iar acea țintă are, de asemenea, un [semnal] destul de puternic de heliu care scapă”, spune el. „Acum avem cinci din cinci”.