В рамках нового исследования ученые провели моделирование. Оно показало, что со временем гелий будет накапливаться в атмосферах определенных типов экзопланет. Если это подтвердится, то объяснит многолетнюю загадку о размерах этих объектов.
За годы исследования астрономы выяснили, что планеты были разделены на две популяции. Одна группа была размером с полторы Земли, а другая гораздо больше. Промежуточных объектов почти не было. Этот разрыв между двумя популяциями известен как «долина радиуса», и это горячо обсуждаемый вопрос в этой области. Ученые считают, что ответ поможет нам понять, как эти и другие планеты формируются и развиваются с течением времени.
Авторы нового исследования создали модели, основанные на имеющихся данных о планетах и законах физики, чтобы понять, как тепло и радиация повлияют на атмосферы планет и не в этом ли причина появления «долины радиуса». Затем они создали 70 000 смоделированных планет, варьируя их планет, тип «хозяйской звезды» и температуру атмосферы. Также ученые смоделировали, что с ними будет происходить с течением времени.
Оказалось, что через несколько миллиардов лет водород в атмосферах планет, вероятно, улетучивается быстрее, чем гелий. Со временем это приводит к накоплению гелия — моделирование предполагает, что гелий может составлять 40% или более массы атмосферы.
Если теория верна, планеты с богатой гелием атмосферой особенно распространены в части группы с большим радиусом. Все потому, что этот газ накапливается по мере того, как планета начинает сжиматься с течением времени и ее атмосфера постепенно «удаляется».
Таким образом, две разные группы планет появились потому, что даже небольшое количество гелия и водорода создает очень пухлую атмосферу, которая увеличивает радиус планеты, объясняют ученые. Если у них есть атмосфера, то они будут в группе с большим радиусом; если его нет — в группе с меньшим.
