Nowe badania przeprowadzone przez emerytowany teleskop kosmiczny NASA, Kepler, mogą w końcu rzucić światło na długo dyskutowaną tajemnicę „brakujących” egzoplanet, które znajdują się pomiędzy superziemiami a sub-Neptunami. Odkrycia te sugerują, że te egzoplanety mogą tracić swoje atmosfery i kurczyć się, a badacze uważają, że znaleźli dowody wskazujące na to, że jądra tych planet są odpowiedzialne za wypychanie atmosfer.

Egzoplanety występują w różnorodnych rozmiarach, od małych, skalistych ciał po masywne gazowe giganty. Naukowcy zauważyli jednak, że brakuje planet w zakresie wielkości od 1,5 do 2 razy większych od Ziemi. Ta „luka w rozmiarach” od lat zastanawiała badaczy, ale teraz, dzięki Keplerowi, mogą być o krok bliżej do zrozumienia, dlaczego te planety są nieobecne.

Główna autorka badania, Jessie Christiansen z Caltech/IPAC, zauważyła, że mimo potwierdzenia obecności ponad 5000 egzoplanet, jest ich mniej o średnicy 1,5 do 2 razy większej od Ziemi, niż oczekiwano. „Naukowcy zajmujący się egzoplanetami mają wystarczająco dużo danych, aby stwierdzić, że ta luka nie jest dziełem przypadku” - mówi Christiansen. Zjawisko to wydaje się wynikać z faktu, że niektóre podNeptuny tracą swoją atmosferę, jeśli nie mają wystarczającej masy i siły grawitacji, co prowadzi do ich skurczenia się do rozmiarów superziemi.

Badanie wskazuje na dwa możliwe mechanizmy utraty atmosfery: utratę masy jądra i fotoparowanie. Wyniki badań dostarczają nowych dowodów na rzecz pierwszego z tych mechanizmów. Utrata masy jądra zachodzi, gdy promieniowanie emanujące z gorącego jądra planety stopniowo wypiera atmosferę. Christiansen wyjaśnia, że „promieniowanie to napiera na atmosferę od dołu”, a mechanizm ten ma miejsce znacznie później w życiu planety, po około miliardzie lat. Fotoparowanie natomiast zachodzi, gdy atmosfera planety jest zdmuchnięta przez intensywne promieniowanie gwiazdy macierzystej i ma miejsce w ciągu pierwszych 100 milionów lat istnienia planety.

Dr David Armstrong, wykładowca astrofizyki na Uniwersytecie w Warwick, komentuje, że wynik ten jest ważnym krokiem w zrozumieniu różnorodności atmosfer egzoplanet i ich długoterminowej ewolucji. Z kolei dr Laura Kreidberg z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics dodaje, że „utrata masy napędzana przez jądro może być powszechnym procesem w przypadku planet wielkości poniżej Neptuna”.

To pionierskie badanie dostarczyło cennych informacji na temat tajemnicy „brakujących” egzoplanet i proponuje nowe wyjaśnienie, dlaczego niektóre egzoplanety tracą swoje atmosfery i kurczą się. Badanie to stanowi ważny wkład w nasze zrozumienie złożonych procesów ewolucji egzoplanet.