Уменьшение числа субнептунов в старых системах связано с потерей атмосферы и миграцией к звёздам

Группа международных исследователей установила, что возникновение и развитие субнептунов — экзопланет, чьи размеры находятся между Землёй и Нептуном — определяется сложным взаимодействием галактических процессов. Данное исследование, основанное на сведениях космического телескопа TESS от NASA, проясняет вопросы касающиеся миграции указанных планет и утраты ими атмосферы под влиянием звёздного излучения.

Из более чем 5500 зарегистрированных экзопланет, большая часть располагается чрезвычайно близко к своим светилам — ещё ближе, чем Меркурий к нашему Солнцу. Среди них преобладают субнептуны, отсутствующие в нашей Солнечной системе. «Такие газовые гиганты, как Юпитер и Сатурн, формируются вдали от Солнца, однако непонятно, как субнептуны выживают, находясь на столь близких орбитах под интенсивным излучением», — прокомментировала Рэйчел Фернандес, одна из авторов работы.


Уменьшение числа субнептунов в старых системах связано с потерей атмосферы и миграцией к звёздам
Иллюстрация: Abigail Minnich

С целью более глубокого понимания этих явлений, учёные сосредоточили свои усилия на изучении молодых звёзд младше миллиарда лет. До настоящего времени наблюдать за планетами вокруг таких объектов было затруднительно из-за их высокой активности: сильное излучение, быстрое вращение и «шум» данных мешали различать сигналы. «Молодые звёзды действительно демонстрируют «капризы», — поясняет Фернандес. — Для устранения такого рода помех, мы в течение шести лет разрабатывали алгоритм Pterodactyls, который предоставил возможность обнаруживать молодые планеты в данных TESS».

С использованием данного инструмента, учёные проанализировали экзопланеты с периодом орбиты до 12 дней (в то время как у Меркурия этот показатель составляет 88 дней) и радиусом от 1,8 до 10 земных. Оказалось, что в системах, возраст которых составляет от 10 до 100 миллионов лет, количество субнептунов меньше, чем в более зрелых (от 100 миллионов до 1 миллиарда лет), но в старых системах их встречается ещё реже. «Это свидетельствует о перемещении планет по направлению к их звёздам и постепенной утрате атмосферы под воздействием излучения», — уточнила Фернандес.

Согласно её объяснениям, два ключевых процесса имеют здесь первостепенное значение: движение планет по орбите внутрь системы и потеря массы атмосферы, когда звёздное излучение «сдувает» газовую оболочку. «Ранее полагали, что один из механизмов преобладает над остальными, но теперь становится ясно, что картину дополняет их сочетание», — добавила исследовательница.

В перспективе учёные планируют расширить диапазон наблюдений TESS для изучения планет с более длинными орбитами и воспользоваться возможностями телескопа «Джеймс Уэбб» для более детального анализа плотности и состава отдельных объектов. Миссия ESA PLATO предоставит возможность исследовать планеты размером с Меркурий или Марс. Сопоставление информации о популяциях планет с характеристиками отдельных объектов обеспечит полноту картины их развития.

Данное исследование также акцентирует внимание на том, что Солнечная система не является стандартным образцом. «Чем больше мы исследуем планетных систем, тем более очевидным становится, что наша — уникальна. Новые миссии помогут раскрыть процессы формирования и изменения планетных систем, дав ключ к пониманию происхождения нашей собственной», — подытожила Фернандес.

 

Источник: iXBT

Читайте также