Дослідники вирішили проаналізувати, які процеси формування спричиняють різницю між суперземлями та субнептунами. Всупереч поширеній теорії, вони виявили, що ця різниця проявляється під час пізнього нарощування газу, і ті планети, ядра яких легші за 1–2 маси Землі, не зможуть наростити велику газову оболонку. Відповідна стаття надрукована у журналі Astrophysical Journal.
The Planetary Society
У чому різниця між суперземлями та субнептунами?
Серед усіх відомих екзопланет домінують субнептуни та суперземлі. Це дві різні популяції: ті планети, радіус яких менший за 1,7 радіусів Землі, будуть кам’янистими, а ті, розміри яких становлять 2 та більше радіусів Землі, матимуть розширену газову оболонку. Таким чином, існує чіткий розрив у розподілі радіусів, який розділяє ці два типи планет. Вважалося, що до такого розриву призводить втрата субнептунами своєї газової оболонки під впливом високоенергетичних фотонів зірки.
Яке дослідження провели вчені?
Щоб пояснити, що спричиняє таку різницю, дослідники вирішили змоделювати еволюцію планет. Зокрема, вони обчислювали масу газової оболонки, яку отримують кам’янисті ядра планет різних мас під час пізніх етапів еволюції протопланетних дисків.
Виявилося, що розподіл маси для субнептунів може бути широким, із значною популяцією мас суперземель. Розрив у їхніх радіусах існує вже під час формування: кам’янисті ядра, легші за 1–2 маси Землі, ніколи не можуть накопичити достатньо газу, щоб перетворитися на субнептунів. Чим менша маса ядра, тим менша маса газової оболонки. Крім того, саме процес нарощування газової оболонки створює розрив у розподілі радіусів між цими двома типами планет, проте якщо вони формуються далі від зірки, цей розрив зменшується.