Od połowy lat dziewięćdziesiątych, kiedy odkryto pierwszą planetę wokół innej gwiazdy, astronomowie gromadzą egzoplanety. W ramach nowych badań astronomowie sklasyfikowali te planety i odkryli, że większość planet znalezionych do tej pory jest podzielona pod względem rozmiarów na dwie grupy: skaliste planety ziemskie i większe mini-neptun. Zespół wykorzystał dane z misji Kepler NASA i obserwatorium Kecka.
W rzeczywistości badanie pokazuje, że nasza Galaktyka faworyzuje dwa rodzaje planet: skaliste światy 1,75 razy większe od Ziemi oraz mini-neptuny pokryte gazem, które są od 2 do 3,5 razy większe niż Ziemia. Droga Mleczna rzadko tworzy planety o rozmiarach między tymi dwiema grupami.
Diagram pokazuje liczbę małych egzoplanet przypadających na 100 gwiazd, w zależności od ich wielkości w stosunku do Ziemi. Źródło: NASA / Ames / Caltech / University of Hawaii (BJ Fulton)
„W Układzie Słonecznym nie ma planet o rozmiarach od Ziemi do Neptuna. Jedną z największych niespodzianek Keplera jest to, że prawie każda gwiazda ma co najmniej jedną planetę większą od Ziemi, ale mniejszą od Neptuna. Chcielibyśmy wiedzieć, czym są te tajemnicze planety i dlaczego ich nie mamy”- mówi Eric Petigura, współautor badania w California Institute of Technology (USA).
Kepler szuka odległych światów metodą tranzytu. Wielkość zaćmienia koreluje z rozmiarem planety, ale aby dokładnie określić jej wielkość, konieczne jest zmierzenie jej gwiazdy. Zespół naukowców z California Institute of Technology wraz z kolegami z kilku instytucji przyjrzał się bliżej rozmiarom planet, korzystając z Obserwatorium Kecka. Spędzili lata na zbieraniu danych spektralnych o gwiazdach z 2000 planetami z katalogu Keplera. Dane widmowe dostarczyły dokładnych pomiarów wielkości gwiazd, co z kolei pozwoliło naukowcom określić wielkość orbitujących je egzomerów.
Dzięki nowym danym z Obserwatorium Kecka naukowcy byli w stanie 4 razy dokładniej określić rozmiar 2000 planet. Kiedy naukowcy je uporządkowali, byli zaskoczeni, widząc uderzającą lukę między grupami skalistych ziem i mini-Neptunem.
Przyczyna tej luki nie jest jasna, ale naukowcy przedstawili dwa możliwe wyjaśnienia. Pierwsza opiera się na założeniu, że natura woli tworzyć planety mniej więcej wielkości Ziemi. Niektóre z tych planet, z nie do końca poznanych powodów, w końcu przechwytują wystarczającą ilość gazu, aby „przekroczyć linię” i stać się gazowymi mini-neptunami.
Diagram pokazuje, w jaki sposób powstają egzoplanety wielkości Ziemi i mini-neptun. Źródło: NASA / Ames / Caltech / University of Hawaii (BJ Fulton)
Film promocyjny:
„Mini Neptuny są jak skały otoczone dużymi kulami gazu. Wodór i hel w kulce nie przyczyniają się do przyrostu masy całego układu jako całości, ale mają ogromny wpływ na objętość, dzięki czemu planety są znacznie większe”- kontynuuje Eric Petigura.
Drugi możliwy powód, dla którego planety nie mają średnich rozmiarów, jest związany z utratą gazu, a raczej spalaniem po wystawieniu na promieniowanie gwiazdy macierzystej. Oba scenariusze prawdopodobnie wyjaśniają różnicę rozmiarów planet. „W przyszłości naukowcy planują zbadać zawartość ciężkich pierwiastków na tych planetach, aby dowiedzieć się więcej o ich składzie. Żyjemy w złotym wieku astronomii planetarnej, ponieważ wokół innych gwiazd znajdujemy tysiące planet. Obecnie pracujemy nad zrozumieniem składu mini-neptuna. To powinno wyjaśniać, dlaczego te światy tak często tworzą się na orbitach innych gwiazd i dlaczego nie istnieją wokół Słońca”- podsumował Eric Petigura.
Roman Zacharow