Mezi více než 3 800 dosud katalogizovanými planetárními systémy nacházíme zajímavý vzor. Časté jsou superzemě s hmotností asi 1,4 Zemí a pak minineptuny s hmotností asi 2,5 Zemí. Naopak kolem hmotnosti 1,8 Země existuje „mezera“, tedy příslušných exoplanet známe jen velmi málo.
Nová studie tvrdí, že pomocí modelování vzniku a dalšího vývoje planetárních systémů se pozorovaná pravidelnost ukazuje nikoliv jako náhodná, ale logická/nutná – a tudíž by měla platit i pro nově sesbíraná data. Druhý výsledek studie praví, že v rané fázi vývoje planetárních soustav by mělo běžně docházet k obřím impaktům podobným tomu, který vedl ke vzniku pozemského Měsíce.
„Migrace mladých planet směrem k jejich hostitelským hvězdám způsobuje jejich nahuštění a často vede ke kataklyzmatickým srážkám, které planety připraví o jejich atmosféry bohaté na vodík,“ uvádí spoluautor nové studie André Izidoro z Rice University. „To znamená, že obří impakty, jako byl ten, při kterém vznikl náš Měsíc, jsou pravděpodobně obecným důsledkem vzniku planet.“
Výzkum potvrdil jako dvě základní „kategorie“ planet superzemě a minineptuny. Ty první budou nejčastěji suché a kamenité. Naopak minineptuny mají být podle nové studie ale bohaté na vodu, respektive led. Tento závěr nové studie je v rozporu s tradičním názorem, že jak superzemě, tak minineptuny jsou obvykle suché a kamenné světy. Ze studie např. dále vyplývá, že část planet přibližně dvakrát větších než Země si zachová prvotní vodíkovou atmosféru a zároveň budou bohaté na vodu.
Tyto předpovědi může otestovat vesmírný dalekohled Jamese Webba.
Frekvence výskytu exoplanet v závislosti na jejich hmotnosti v datech z dalekohledu NASA Kepler. Credit: A. Izidoro/Rice University
André Izidoro et al, The Exoplanet Radius Valley from Gas-driven Planet Migration and Breaking of Resonant Chains, The Astrophysical Journal Letters (2022). DOI: 10.3847/2041-8213/ac990d
Zdroj: Rice University / Phys.org