Ученые выяснили, как исчезает атмосфера у каменистых планет

pixabay.com

Новое исследование предполагает, что тепло, генерируемое при столкновении космических тел, играет важную роль в исчезновении части или всей атмосферы планеты. Разнообразие размеров этих смертельных астероидов объясняет различия, наблюдаемые в массивных каменистых мирах.

Космический телескоп NASA Kepler обнаружил огромное количество планет, размером между Нептуном и Землей на относительно небольших орбитах. Вычислив плотности планет, астрономы выяснили, что многие из них, похоже, обладают массивными водородно-гелиевыми атмосферами. Тем не менее, эти атмосферы обладают разными особенностями, что указывает на то, что что-то происходило с мирами после их образования.

«Гигантские удары очень эффективны для уменьшения или удаления водородной или гелиевой оболочки планеты», - заявил Джон Бирстекер во время 233-й встречи Американского астрономического общества в Сиэтле. Бирстекер, из Массачусетского технологического института, изучил, как подобное столкновение влияет на атмосферу молодых планет и обнаружил, что в результате такого воздействия может появиться много различных видов миров.

После рождения звезды, в газопылевом кольце начинается процесс формирования планет. Как только гравитация соединяет достаточное количество вещества, чтобы создать ядро, планетозималь начинает собирать водород и гелий из оставшегося газа, создавая свою первичную атмосферу. Звездное излучение может воздействовать на планеты, находящиеся очень близко к своим «хозяевам», которые нагревают верхние слои газа, так что он уходит в космос, делая атмосферу более тонкой.

В конце концов, газ либо скапливается вокруг планеты, либо притягивается звездой, оставляя после себя только пыль и камни. Среди этих мелких и средних обломков затерялись и неполноценные ядра, которые не смогли вырасти достаточно большими, чтобы сформировать вокруг себя атмосферу. Когда эти массивные объекты врезаются в планету, ее атмосфера может улететь в космос. Именно благодаря одному из таких столкновений появилась наша Луна, пишет Live Science.

«Таким образом, гигантские удары являются неотъемлемой частью формирования этих систем», - сказал Бирстекер.

Оказывается, чтобы полностью удалить атмосферу планеты, ядро необязательно должно быть массивным. Благодаря компьютерному моделированию, Бирстекер обнаружил, что объект, составляющий лишь одну десятую массы планеты, может сдуть от 50 до 100 процентов окружающих ее водорода и гелия.

С другой стороны, молодость планеты может сработать против нее. Когда ей всего несколько десятков миллионов лет, ядро все еще полностью расплавлено, а кора не сформировалась, чтобы изолировать его от атмосферы. Поскольку более горячую атмосферу удерживать сложнее, особого усилия для ее удаления не требуется. Объект, врезавшийся в планету, поднимает энергию в виде тепла, позволяя сдувать ее огромные количества.

Бирстекер также обнаружил, что энергия, сгенерированная ударом, играла более важную роль, чем масса тела, которое врезалось в планету. Это означает, что маленький, но быстро движущийся астероид может потенциально сбросить с нее больше водорода и гелия, чем более медленный объект среднего размера. Угол удара также может влиять на энергию. Так, лобовое столкновение более опасно, чем боковое.

Ученые выяснили, как исчезает атмосфера у каменистых планет

Картина дня

Наши публикации