Астрофизики обнаружили горячие суперземли без атмосферы

Астрофизики из Бирмингенского университета описали класс экзопланет, атмосфера которых исчезла из-за воздействия их родительских звезд. Работа опубликована в журнале Nature Communications.

Согласно предсказаниям ученых, планеты с твердым ядром и газообразной атмосферой, которые находятся вблизи своих материнских звезд, должны подвергаться мощному воздействию высокоэнергетического излучения. Из-за этого воздействия их атмосферы разогреваются и, как следствие, испаряются, что должно выражаться в дефиците подобных планет. Однако ранее астрофизикам не удавалось подтвердить подобные предсказания и точно описать эти экзопланеты.

В своем исследовании авторы работы с помощью данных, полученных телескопом «Кеплер», анализировали горячие суперземли — экзопланеты с массой 1-10 масс Земли — находящиеся вблизи материнских звезд. Используя метод астросейсмологии, они попытались дать точные характеристики подобных экзопланет.

Для этого, они проанализировалили поток излучения, который экзопланеты получают от родительской звезды. В результате, ученые заметили, что наблюдается довольно мало экзопланет, подвергающихся воздействию электромагнитного излучения, которое было бы больше в 650 раз, чем то, что падает на Землю, и радиусом от 2,2 до 3,8 земных радиусов. Малое количество горячих суперземель подобных размеров, по мнению исследователей, объясняется испарением летучих компонентов атмосферы планеты.

По мнению исследователей за это отвественно фотоиспарение (photoevaporation). Фотоиспарение — это процесс, когда энергетическое излучение ионизирует газ и заставляет его рассеиваться от источника ионизации. «Наше исследование показывает, что планеты определенного размера, находящиеся близко к своим звездам, вероятно, изначально были гораздо больше», — замечает один из авторов исследования.

Результаты исследования также позволяют предсказать по радиусу возможный состав планет. Так, ученые предполагают, что планеты с радиусом от 2,2 до 3,8 земных радиусов должны быть богаты летучими компонентами и некоторые из них могут быть водными мирами. Экзопланеты, радиус которых меньше 2,2, по мнению исследователей, должны быть каменистыми мирами.

В дальнейшем ученые планируют открыть и описать больше подобных систем с «выжжеными» суперземлями с помощью нового поколения телескопов, в том числе и NASA TESS Mission, запуск которого намечен на 2017 год.

Кристина Уласович