_ Multe planete ar putea avea atmosfere bogate în heliu, constată studiile

Timp de secole, nimeni nu a știut dacă suntem singuri în univers – sau dacă există chiar și alte planete ca a noastră.

Dar datorită noilor telescoape și metodele din ultimele decenii, acum știm că există mii și mii de planete care înconjoară stelele îndepărtate și au tot felul de forme și dimensiuni – mari și mici, stâncoase și gazoase, înnorate sau înghețate sau umede.

Un studiu realizat de oameni de știință de la Universitatea din Chicago, Universitatea din Michigan și Universitatea din Maryland sugerează un altul pentru listă: planete cu atmosferă de heliu. Mai mult, descoperirea poate sugera un nou pas în înțelegerea noastră a evoluției planetei.

Simulările lor au descoperit că este probabil ca heliul să se acumuleze în atmosferele anumitor tipuri de exoplanete în timp. Dacă ar fi confirmat, acest lucru ar explica un puzzle de zeci de ani despre dimensiunile acestor exoplanete.

„Există atât de multe tipuri ciudate și minunate de exoplanete, iar această descoperire nu numai că adaugă un nou tip, dar poate au implicații pentru înțelegerea evoluției și formării planetelor în general”, a declarat astrofizicianul de la Universitatea din Chicago, Leslie Rogers, coautor al noii lucrări publicate în Nature Astronomy.

Misterul văii razei

Ne-a luat atât de mult să găsim planete îndepărtate, deoarece chiar și cele mai mari sunt eclipsate cu mult de stelele pe care le orbitează. Așa că oamenii de știință au inventat o modalitate ingenioasă de a le repera: căutând scufundarea în lumina unei stele în timp ce o planetă trece prin fața ei. Aceasta vă spune cât de mare este planeta.

Acum știm că planetele sunt incredibil de comune. De fapt, din ceea ce putem spune până acum, cel puțin jumătate din toate stelele precum soarele nostru au cel puțin o planetă între dimensiunea Pământului și Neptun care orbitează foarte aproape de stea. Se presupune că aceste planete au atmosfere cu mult hidrogen și heliu, colectate atunci când planetele s-au format pentru prima dată din gaz și praf în jurul stelei.

Dar, pe măsură ce oamenii de știință s-au uitat la numărul acestor tipuri de planete, au observat ceva curios — planetele au fost separate în două populații. Un grup avea aproximativ dimensiunea unui Pământ și jumătate, iar un grup era de două ori mai mare decât Pământul sau mai mare, dar nu exista aproape niciunul între ele.

Acest decalaj între cele două populații de planetele este cunoscută ca „valea razei” și este o întrebare aprins dezbătută în domeniu. Oamenii de știință cred că răspunsul ne va ajuta să înțelegem modul în care acestea și alte planete se formează și evoluează în timp.

Unii au propus că explicația pentru acest decalaj ar putea avea de-a face cu atmosfera planetelor. Este greu să fii o planetă aproape de steaua ta; sunteți bombardat în mod constant cu raze X și lumină UV, care ar putea să vă desprindă atmosfera.

„De exemplu, poate că setul mai mic de planete și-a pierdut complet atmosfera și există doar ca nuclee stâncoase”, a spus primul autor al studiului, Isaac Malsky, Ph.D. student la Universitatea din Michigan care a început să exploreze problema cu Rogers pentru teza sa de licență la Universitatea din Chicago.

O echipă care includea Rogers și Malsky a decis să analizeze mai atent acest fenomen, cunoscut sub numele de atmosferic. scăpa.

Au creat modele bazate pe datele pe care le avem despre planete și regulile fizicii, pentru a înțelege mai pe deplin modul în care căldura și radiația ar afecta atmosfera planetei. Apoi au creat 70.000 de planete simulate — variind dimensiunea planetelor, tipul de stele pe care o orbitează și temperatura atmosferei — și au modelat ce se va întâmpla cu ele în timp.

Echipa a descoperit că, după câteva miliarde de ani, hidrogenul din atmosferele planetare probabil scapă mai repede decât heliul. „Hidrogenul are o masă atomică mai mică, așa că este mai ușor de îndepărtat”, a explicat Malsky.

De-a lungul timpului, acest lucru are ca rezultat o acumulare de heliu – simulările sugerează că heliul ar putea reprezenta 40% sau mai mult din masa atmosferei.

Confirmări ale telescopului

Echipa a sugerat o modalitate de a-și confirma rezultatele prin observație. Telescopul spațial James Webb lansat recent și alte telescoape puternice pot obține o citire a elementelor atmosferei și a cantităților acestora. Telescoapele ar putea verifica pentru a vedea dacă există o cantitate neobișnuit de mare de heliu în atmosfera unora dintre aceste planete.

Dacă teoria este corectă, aceste planete cu atmosfere bogate în heliu ar trebui să fie deosebit de comune la capătul inferior al grupului cu rază mai mare, deoarece heliul se acumulează pe măsură ce planeta începe să se micșoreze în timp, pe măsură ce atmosfera ei este îndepărtată treptat.

Cele două grupuri distincte de dimensiunea planetei sunt create deoarece chiar și un mic cantitatea de heliu și hidrogen creează o atmosferă foarte umflată, care poate umfla raza planetei în mod semnificativ, a explicat Malsky. Dacă le mai rămâne vreo atmosferă, vor fi în grupul cu rază mai mare; dacă dispare, vor fi în grupul cu rază mai mică.

Niciuna dintre aceste planete nu este considerată a fi candidate bune pentru a adăposti viață – sunt fierbinți, bombardate cu radiații și atmosferele sunt probabil la presiune foarte mare.

Dar oamenii de știință au explicat că îmbunătățirea înțelegerii noastre a proceselor care conduc formarea planetelor ne poate ajuta să anticipăm mai bine ce alte planete sunt acolo și cum arată ele, precum și să dirijam căutarea unor planete mai ospitaliere.

„O mai bună înțelegere a acestei populații ne-ar putea spune multe despre originile și evoluția planetelor de dimensiunea sub-Neptun, care sunt în mod clar un rezultat comun al formării planetei. proces", a spus Rogers.

(Fluierul)