За пару десятилетий ученым удалось обнаружить немало планет за пределами Солнечной системы, и вот что интересно: среди миров, вращающихся близко к своим звездам, не встречалось ни одной планеты среднего размера.
Почему так происходит, возможно, подскажет открытие «горячего Нептуна» — быстроиспаряющейся экзопланеты. И раскрытие этой тайны может помочь ученым понять, как развиваются далекие планеты, становясь чуть более похожими на наши.
Художник изобразил облако водорода, испарающегося с планеты размером с Нептун. Планета находится в 97 световых годах от Земли. © NASA
Каталог обнаруженных горячих экзопланет включает в себя множество гигантских планет, таких как Юпитер, и множество более мелких, каменистых планет, которые называют «суперземлями» (планеты, диаметр которых в 1,5 раза больше диаметра Земли). Но среди этих далеких миров гораздо меньше планет среднего размера, сопоставимых с нашими Нептуном или Ураном. Этот разрыв в распределении называют «пустыней горячих Нептунов».
Новое исследование предлагает одно из возможных объяснений. В нем детализируются наблюдения планеты GJ 3470b, горячего Нептуна, который сжимается в 100 раз быстрее, чем ранее обнаруженная исчезающая планета того же размера.
«GJ 3470b теряет больше своей массы, чем любая другая планета, обнаруженная до сих пор. Всего через несколько миллиардов лет половина ее может исчезнуть», — заявил соавтор исследования профессор физики Университета Джонса Хопкинса Дэвид Синг.
Несколько миллиардов лет — это относительно короткое время, когда речь идет обо всем жизненном цикле планеты. Ученые полагают, что более трети массы планеты уже испарилось.
Идея здесь состоит в том, что планеты, которые вращаются очень близко к своим звездам, очевидно, более горячие и могут испарять самый наружный слой их атмосфер. Таким образом, причина, по которой было замечено так мало горячих Нептунов, заключается в том, что они быстро испаряются и превращаются в более мелкие суперземли.
Большие, похожие на Юпитер планеты-гиганты, наоборот, могут быть более плотными и обладать более сильной гравитацией, которая позволяет им лучше удерживать свою атмосферу.
«Это может объяснять обилие обнаруженных горячих суперземель», — сказал профессор Женевского университета Дэвид Эренрайх.
Наблюдать за испарением планеты нелегко, но чувствительные инструменты космического телескопа Джеймса Уэбба, который будет запущен в 2021 году, позволят астрономам увидеть новые детали этих далеких кипящих миров.
Исследование опубликовано в журнале Astronomy & Astrophysics.
