Pixabay License. Volné pro komerční užití

Jak exoplanety přicházejí o atmosféru

Výzkum exoplanet ukazuje nápadnou mezeru mezi superzeměmi a subneptuny. Jinak řečeno, prakticky nenacházíme exoplanety s hmotností mezi 1,5 a 2 Zemí. Nová studie tvrdí, že jádra těchto planet vytlačují své atmosféry ven, planety tak atmosféru ztrácejí a jejich hmotnost klesá.
„Vědci nyní potvrdili více než 5 000 exoplanet, ale planet s průměrem mezi 1,5 a 2násobkem průměru Země je méně, než se očekávalo,“ uvedla Jessie Christiansen, vedoucí týmu Archiv exoplanet v NASA a hlavní autorka nové studie. „Nyní máme dostatek údajů, abychom mohli říci, že tento rozdíl není náhodný. Děje se něco, co brání planetám této velikosti dosáhnout a/nebo si ji udržet.“
To, že (některé) subneptuny ztrácejí atmosféru, se předpokládalo již dříve. Zůstávalo ale záhadou, jak přesně k tomu dochází. Astronomové se shodli na dvou pravděpodobných mechanismech: Jedním z nich je tzv. úbytek hmoty způsobený jádrem a druhým fotoevaporace.
K úbytku hmoty vlivem jádra dochází, když tepelné záření z horkého jádra planety v průběhu času vytlačuje atmosféru od planety. Fotoevaporace, nastává, když je atmosféra planety odfouknuta horkým zářením její hostitelské hvězdy.
Nová studie předložila důkazy podporující první možnost. Předpokládá se totiž, že k fotoevaporaci dochází během prvních 100 milionů let existence planety, zatímco k úbytku hmoty způsobenému jádrem později – asi tak miliardu let po vzniku planety. Takže stačí se podívat na systémy exoplanet cca v tomto rozmezí.
Pro novou studii použili její autoři data ze sondy K2, rozšířené mise (již vysloužilého) vesmírného dalekohledu Kepler, která se zaměřila na hvězdokupy Jesličky a Hyády. Stáří těchto hvězdokup odhadujeme na 600 až 800 milionů let. Protože se obecně předpokládá, že stáří planet je stejné jako jejich hostitelské hvězdy, subneptuny v tomto systému by byly již za hranicí intervalu, kdy mohlo dojít k fotoevaporaci, ale ne dost staré na to, aby došlo ke ztrátě hmoty vlivem jádra.
Z dat vyplývá, že téměř 100 % hvězd v těchto hvězdokupách má na své dráze stále planetu z kategorie subneptunů. Velikost těchto planet naznačuje, že si zachovaly své atmosféry. Pokud by hlavním mechanismem odpovědným za „mezeru“ v hmotnosti exoplanet byla fotoevaporace, měla by být mezera patrná i v datech z obou hvězdokup.
Naopak v datech od hvězd starších než 800 milionů let je již příslušná mezera patrná.

Jessie L. Christiansen et al, Scaling K2. VII. Evidence For a High Occurrence Rate of Hot Sub-Neptunes at Intermediate Ages, The Astronomical Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-3881/acf9f9
Zdroj: NASA / Phys.org

Poznámka PH: Země a Neptun se ale neliší jen svou hmotností, jednou je planeta kamenná, druhá převážně plynná. Osud planet v příslušné „mezeře“ může záviset i na tom, k jakému typu patří? (Pak se budou lišit i jejich atmosféry a tudíž jejich odolnost…?)


Credit: NASA/JPL-Caltech

Rovina oběhů planet je vůči rotaci hvězdy nakloněná běžně

Astronomové si dlouho lámali hlavu, proč mají všechny planety v naší Sluneční soustavě mírně nakloněné …

One comment

  1. Pavel Nedbal

    Není také příčina v metalicitě systému? S nízkou metalicitou budou převládat plynné planety a méně horká jádra (nemá se co v jejich jádrech rozpadat a tedy vnitřně ohřívat)?

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close