Był mini-Neptun, będzie Superziemia. Astronomowie zaobserwowali proces transformacji planet

Dwie zaobserwowane niedawno egzoplanety, które znajdują się kolejno 73 i 103 lat świetlne od Ziemi, okazały się tzw. mini-Neptunami, czyli mniejszymi i gęstszymi wersjami „naszego” Neptuna.

Nie to jest jednak najciekawsze w całej sprawie. Astronomowie twierdzą bowiem, że obie egzoplanety przekształcają się w… Superziemie. Z naszej perspektywy w ich obrębie dochodzi do intensywnego parowania tamtejszych atmosfer. Naukowcy porównują tę sytuację do błyskawicznego parowania wody w rozgrzanym garnku. Szczegółowe ustalenia w tej sprawie są dostępne na łamach The Astronomical Journal.

Czytaj też: Sub-Neptun w strefie zamieszkiwalnej swojej gwiazdy. Czy może na nim występować życie?

Superziemie są podobne do naszej planety ze względu na skalistą budowę, jednak różni je wielkość. Ich promień może być nawet trzykrotnie większy od ziemskiego, podczas gdy masa – do dziesięciu razy większa. Mini-Neptunom bliżej natomiast do gazowych karłów o promieniach nawet czterokrotnie większych od promienia Ziemi. Dwa zaobserwowane obiekty znajdują się stosunkowo niedaleko od nas, a poświęcone im badania przeprowadzono z użyciem Obserwatorium W. M. Kecka oraz Kosmicznego Teleskopu Hubble’a.

Pierwszy z instrumentów posłużył do obserwacji egzoplanet krążących wokół gwiazdy TOI 560, natomiast drugi – do tych orbitujących wokół HD 63433. Analizy wykazały, iż gaz wchodzący w skład TOI 560.01, która znajduje się blisko swojej gwiazdy, ulatnia się. Do podobnych wniosków astronomowie doszli w przypadku najbardziej zewnętrznej egzoplanety HD 63433 c.

Mini-Neptun może mieć promień nawet czterokrotnie większy od ziemskiego

Naukowcy z Caltech sądzą, że takie zjawisko może świadczyć o transformacji obu planet pozaslonecznych w Superziemie. Szczególnie zaskakujący wydaje się fakt, iż gaz uciekający z TOI 560.01 kierował się głównie w stronę jej gospodarza. Jest to o tyle intrygujące, że według większości modeli gaz powinien odpływać w przeciwnym kierunku.

Wśród mniejszych, skalistych egzoplanet krążących blisko swoich gwiazd tylko niewielka ich część ma gabaryty plasujące je pomiędzy Superziemią a mini-Neptunem. Jedna z hipotez sugeruje, iż może za tym stać zjawisko przekształcania mini-Neptunów w super-Ziemie. Promieniowanie rentgenowskie i ultrafioletowe emitowane przez gwiazdy może prowadzić do niszczenia atmosfer egzoplanet na przestrzeni setek milionów lat.

Czytaj też: Ziemia czy pokrywająca ją woda: co było pierwsze w naszym układzie?

Po usunięciu warstwy gazu na wierzchu pozostają więc skaliste rdzenie, tworzące Superziemię. Promień takiego obiektu byłby mniejszy niż przed transformacją. Hel wykryty wokół TOI 560.01 porusza się z prędkością 20 km/s, natomiast wodór wchodzący w skład HD 63433 c jest rozpędzony do 50 km/s. Grawitacja obu tych mini-Neptunów nie jest wystarczająco silna, aby utrzymać przy nich tak szybko poruszający się gaz. Obłok tego gazu wokół TOI 560.01 jest co najmniej 3,5 razy większy od promienia samej planety, podczas gdy w przypadku HD 63433 c jest on co najmniej 12-krotnie większy.