Нагрев атмосферы экзопланетным ядром объяснил молодость горячих субнептунов

Астрономы заметили, что у молодых звезд в скоплениях горячие субнептуны появляются чаще, чем у более старых звезд вне скопления. Если такая тенденция не связана со свойствами самих скоплений, то она говорит в пользу большей применимости модели убыли атмосферы экзопланет за счет нагрева ядром для объяснения явления «пустыни субнептунов». Статья опубликована в The Astronomical Journal.

Одной из текущих проблем в экзопланетологии стало определение природы «пустыни субнептунов» или «зазора Фултона» — наблюдаемого недостатка короткопериодных (орбитальный период менее ста дней) экзопланет радиусом около 1,5–2 радиусов Земли. Ведущими кандидатами на объяснение этого явления стали идеи убыли первичной атмосферы планеты либо за счет фотоиспарения под действием высокоэнергетического излучением звезды, либо за счет нагрева из-за остывания ядра планеты. Для каждого механизма есть свои временные рамки, поэтому понять применимость каждого можно, исследуя различные выборки экзопланет.

Группа астрономов во главе с Джесси Кристиансен (Jessie L. Christiansen) из Научного института экзопланет NASA проанализировала свойства пятнадцати горячих субнептунов из молодых звездных скоплений М44 и Гиады, обнаруженных космическим телескопом «Кеплер».

Ученые определили, что частота появления горячих субнептунов у звезд промежуточного возраста (600–800 миллионов лет) спектральных классов G, K, M составляет от 79 до 107 процентов, что значительно больше, чем в случае более старых звезд (3–9 миллиардов лет) тех же спектральных классов в Млечном Пути, наблюдавшихся «Кеплером».

Если уменьшение числа горячих субнептунов с возрастом является результатом эволюции планет, то высокая скорость появления этих планет в промежуточном возрасте больше соответствует модели убыли атмосферы за счет горячего ядра, чем модели фотоиспарения. Однако, если это, все же, первичные различия популяций планет в скоплениях и в других областях галактики, то мы можем иметь дело с иной зависимостью процесса формирования планет от свойств скопления или галактики.

Ранее мы рассказывали о том, как ученые отыскали субнептун в обитаемой зоне красного карлика.