Планетологи выяснили, почему у Нептуна почти нет «кузенов»

0

Необычно малое число "горячих Нептунов" в Галактике объясняется тем, что все эти планеты очень сильно прогреваются их звездами и очень быстро теряют атмосферу. Об этом пишут планетологи, описавшие новую планету этого типа в журнале Astronomy & Astrophysics.

За последние десять лет астрономы открыли тысячи планет за пределами Солнечной системы, часть из которых оказалась похожей на Землю по своим размерам, а другие — на уменьшенные или увеличенные копии Юпитера. Сейчас планетологи активно работают над изучением их атмосферы для оценки того, может ли существовать на них жизнь, и раскрытия истории формирования.

Газовые гиганты средних размеров, похожие на Нептун и Уран, оказались большой редкостью — сейчас ученым известно лишь несколько десятков подтвержденных примеров их существования. При этом теория предсказывает, что такие планеты должны быть самыми многочисленными в Галактике. Возникает вопрос — почему это не так?

Буррье и его коллеги уже много лет пытаются найти ответ на этот вопрос, изучая свойства уже известных "горячих нептунов" и открывая новые планеты этого типа у близлежащих звезд. К примеру, год назад они обнаружили, что планета GJ 436b, первый открытый мир такого типа, очень быстро теряет атмосферу и вращается по крайне необычной "вертикальной" орбите.

Эти открытия, вкупе с изучением свойств прочих "горячих нептунов", натолкнули ученых на мысль, что все планеты этого типа, расположенные близко к светилу, могут терять атмосферу еще быстрее.

Им удалось проверить эту идею после открытия еще одного небольшого газового гиганта, планеты GJ 3470b в созвездии Рака, удаленной от нас всего на 97 световых лет. Она имеет примерно те же размеры и массу, что и GJ 436b — данный мир примерно в 20 раз тяжелее Земли и в 4,5 раза больше ее.

В отличие от GJ 436b, этот "горячий нептун" соседствует не с красным карликом, а более крупной и яркой звездой, похожей на Солнце. Это позволило ученым проверить, влияет ли подобное соседство на атмосферу подобных планет.

Как оказалось, ее атмосфера испаряется с фантастически высокой скоростью — каждую секунду в космос "убегает" около 15 тысяч тонн водорода и других газов. В результате этого, GJ 3470b теряет около 10-16% своей массы каждый миллиард лет, что в 100 раз выше, чем скорость побега газа из верхних оболочек GJ 436b.

Учитывая возраст этой планеты, составляющий около двух миллиардов лет, это означает, что она "похудела" примерно на треть за все время своего существования. Если этот процесс продолжится и в будущем, то от нее останется лишь каменистое ядро, похожее по размерам на типичную "супер-Землю".

Подобные процессы, как считает Буррье, объясняют то, почему "горячие нептуны" встречаются крайне редко. Большая часть из них должна была превратиться в каменистые планеты или стать "мини-Нептуном" в результате подобного испарения.