Οι μίνι-Ποσειδώνας και οι υπέρ-Γαίες, τύποι πλανητών με μέγεθος έως και τέσσερις φορές το μέγεθος της Γης είναι οι πιο συνηθισμένοι εξωπλανήτες που περιστρέφονται γύρω από τα αστέρια πέρα από το ηλιακό μας σύστημα. Μέχρι τώρα, οι υπέρ-Γαίες θεωρούνταν οι βραχώδεις πυρήνες των μίνι-Ποσειδώνων των οποίων οι αέριες ατμόσφαιρες είχαν διαλυθεί.
Σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal, οι αστρονόμοι από το Πανεπιστήμιο McGill δείχνουν ότι ορισμένοι από αυτούς τους εξωπλανήτες δεν είχαν ποτέ αέρια ατμόσφαιρα, ρίχνοντας νέο φως στη μυστηριώδη προέλευσή τους. Από τις παρατηρήσεις, γνωρίζουμε ότι περίπου το 30 έως 50 τοις εκατό των αστεριών διαθέτουν τον έναν ή τον άλλον από αυτούς τους τύπους πλανητών και οι δύο πληθυσμοί εμφανίζονται σε περίπου ίση αναλογία. Από που προέρχονταν όμως; Μια θεωρία είναι ότι οι περισσότεροι εξωπλανήτες γεννιούνται ως μίνι-Ποσειδώνες, αλλά μερικοί απογυμνώνονται από τα στρώματα αερίων της ατμόσφαιράς τους λόγω της ακτινοβολίας των αστεριών τους, αφήνοντας πίσω τους έναν πυκνό, βραχώδη πυρήνα. Αυτή η θεωρία προβλέπει ότι ο Γαλαξίας μας έχει πολύ λίγους πλανήτες στο μέγεθος της Γης καθώς και μικρότερους, γνωστούς ως Γαίες και μίνι Γαίες. Ωστόσο, πρόσφατες παρατηρήσεις δείχνουν ότι αυτό δεν ισχύει.
Για να μάθουν περισσότερα, οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν μια προσομοίωση για να παρακολουθήσουν την εξέλιξη αυτών των μυστηριωδών εξωπλανητών. Το μοντέλο χρησιμοποίησε θερμοδυναμικούς υπολογισμούς με βάση το πόσο ογκώδεις είναι οι βραχώδεις πυρήνες τους, πόσο μακριά βρίσκονται από τα αστέρια τους και πόσο θερμό είναι το αέριο της ατμόσφαιρας. «Σε αντίθεση με τις προηγούμενες θεωρίες, η μελέτη μας δείχνει ότι ορισμένοι τέτοιοι εξωπλανήτες δεν μπορούν ποτέ να αποκτήσουν αέρια ατμόσφαιρα», λέει ο συν-συγγραφέας Eve Lee, Επίκουρος Καθηγητής στο Τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου McGill. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι δεν είναι όλες οι υπερ-Γαίες υπολείμματα μίνι-Ποσειδώνων.
Αντίθετα, οι εξωπλανήτες αυτοί σχηματίστηκαν από μια μοναδική κατανομή πετρωμάτων, σε έναν περιστρεφόμενο δίσκο αερίου και σκόνης γύρω από τα αστέρια τους. «Μερικοί από τους βραχώδης πλανήτες αναπτύχθηκαν εξ αρχής με ένα κέλυφος αερίου, ενώ άλλοι δημιουργήθηκαν και παρέμειναν πάντα ως βραχώδεις υπέρ-Γαίες».
Όλοι οι πλανήτες πιστεύεται ότι σχηματίζονται σε έναν περιστρεφόμενο δίσκο αερίου και σκόνης γύρω από τα αστέρια. Βράχοι μεγαλύτεροι από το φεγγάρι έχουν αρκετή βαρυτική έλξη για να προσελκύσουν το αέριο και να σχηματίσουν ένα κέλυφος γύρω από τον πυρήνα τους, δηλαδή μία ατμόσφαιρα. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό το κέλυφος αερίου παγώνει και συρρικνώνεται, δημιουργώντας χώρο για να εισέλθει περισσότερο αέριο και προκαλώντας την ανάπτυξη του πλανήτη. Μόλις η θερμοκρασία του κελύφους μειωθεί αρκετά και φθάσει στην ίδια θερμοκρασία με το γύρω νεφελώδες αέριο του δίσκου, το κέλυφος δεν μπορεί πλέον να συρρικνωθεί περισσότερο και η ανάπτυξη της ατμόσφαιρας σταματάει.
Για μικρότερους πυρήνες, αυτό το κέλυφος είναι σχετικά λεπτό, έτσι παραμένουν βραχώδεις εξωπλανήτες. Η διάκριση μεταξύ υπερ-Γαίας και μίνι-Ποσειδώνα προέρχεται από την ικανότητα αυτών των βραχωδών πυρήνων να αναπτύσσονται και να συγκρατούν κελύφη αερίου. «Τα ευρήματά μας βοηθούν να εξηγήσουμε την προέλευση των δύο πληθυσμών των εξωπλανητών και ίσως το πλήθος τους», λέει ο Lee. «Χρησιμοποιώντας τη θεωρία που προτείνεται στη μελέτη, θα μπορούσαμε τελικά να αποκρυπτογραφήσουμε πόσο κοινοί είναι οι βραχώδεις εξωπλανήτες του μεγέθους της Γης και οι μίνι-Γαίες»
Το άρθρο με τίτλο "Primordial Radius Gap and Potential Broad Core Mass Distribution of Super-Earths and Sub-Neptunes" των Eve Lee και Nicholas Connors δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal.
ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ: Συγκριτικό μέγεθος της Γης με έναν πλανήτη τύπου υπέρ-Γαίας ή Μίνι-Ποσειδώνα. Credit: NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (SSC). (CC BY 2.0).
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Ανακαλύφθηκε βραχώδης εξωπλανήτης, γύρω από ένα απ' τα παλαιότερα άστρα του Γαλαξία!
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου