Решена загадка появления суперземель и мини-нептунов

Астрономы Университета Макгилла в Канаде объяснили, почему в космосе редко обнаруживаются планеты промежуточного радиуса между суперземлями и мини-нептунами. Статья исследователей опубликована в The Astrophysical Journal.

Загадка заключается в том, что существуют две отдельные популяции экзопланет: скалистые земплеподобные планеты (1,7 радиуса Земли или меньше) и планеты с толстой газовой оболочкой (мини-нептуны больше двух радиусов Земли), между которыми наблюдается разрыв. Ученые редко обнаруживают планеты с промежуточными радиусами, и для решения этой проблемы было предложено объяснение, согласно которому мини-нептуны теряют газовую оболочку из-за интенсивного излучения родительских звезд, превращаясь в земплеподобные планеты.

Теоретические модели предполагают, что в этом случае большинство мини-нептунов должно иметь массу ядра, равную 4-8 массам Земли, однако наблюдения за экзопланетами показывают, что это не так. Исследователи смоделировали условия в бедной газом туманности вокруг звезды, чтобы проследить за появлением газовой оболочки планет. Оказалось, что ядра с массой, равной 1-2 массам Земли, не способны набрать достаточно газа, чтобы превратиться в мини-нептуны.

Согласно модели, именно переход от скалистой планеты к мини-Нептуну при аккреции газа, а не испарение мини-Нептуна порождает две отдельные популяции. При этом возникающий разрыв смещается в сторону планет с меньшим радиусом, находящимся на большом расстоянии от родительских звезд, что соответствует наблюдаемой картине.