2013.02.08. - A szuperföldek valójában mini Neptunuszok?

Egy tanulmány szerint az szuperföldek nem csak méretükben térnek el bolygónktól, felépítésük valójában inkább a Neptunuszéhoz hasonlít, s így soha nem is válhatnak a Földhöz hasonló égitestekké.

Az ún. szuperföldek az elképzelések szerint a naprendszerbeli kőzetbolygókétól eltérő fejlődési utat követnek, egyelőre azonban nyitott kérdés, hogy ennek eredményeként eljuthatnak-e valaha olyan fázisba, amelyben sokkal jobban hasonlítanak a Merkúrhoz, a Vénuszhoz, a Földhöz vagy a Marshoz, mint jelen állapotukban. A probléma megválaszolására Helmut Lammer (Space Research Institute of the Australian Academy of Sciences) és munkatársai a Kepler-11, a Gliese 1214 és az 55 Cancri sugárzásának a körülöttük keringő szuperföldek felsőlégkörére gyakorolt hatását vizsgálták. Mindegyik planéta tömege a Földének néhányszorosa, átmérőjük pedig valamivel nagyobb, mint szülőbolygónké és közös bennük az is, hogy nagyon közel keringenek a csillagaikhoz. A tömeg- és méretadataik azt sugallják, hogy szilárd magjuk van, amit egy metánból, vízből és hidrogénből álló vékony légkör övez, az egészet pedig egy hidrogénben nagyon gazdag kiterjedt burok veszi körül, melynek anyagát valószínűleg abból a por- és gázfelhőből fogták be, amelyből kialakultak.

A Föld és egy szuperföld összehasonlító diagramja. A szuperföldnek kicsiny kőzetmagja, valamint metánból, vízből és hidrogénből álló vékony légköre van, az egészet pedig egy hidrogénből álló kiterjedt burok veszi körül.
[H. Lammer]

Lammer és kollégáinak új modellje szerint a csillagok extrém ultraibolya sugárzása felmelegíti a bolygók gázburkát, aminek eredményeként azok több bolygósugárnyi távolságig tágulnak, így a külső rétegeikből nagyon gyorsan szökik a gáz. Lammer szerint azonban az eredményeik azt is mutatják, hogy a gyors "párolgás" ellenére a kiterjedt atmoszféra nagy része a központi csillagok teljes élettartama alatt megmarad a planéták körül. Ez viszont azt jelenti, hogy ezek a bolygók nem fognak a Földhöz hasonlóvá válni, sokkal inkább tekinthetők az Uránusz vagy a Neptunusz megfelelőinek. Ha az eredményeik helyesek, akkor a csillagaiktól távolabb, azok lakhatósági zónáiban keringő szuperföldek még hatékonyabban tudják megtartani a hidrogénből álló felfúvódott légkörüket, azaz hiába keringenek jó helyen, az általunk ismert és várt életfeltételek nem állhatnak fenn rajtuk.

A kutatócsoport állításainak tesztelésére az ESA által 2017-ben felbocsátani tervezett CHEOPS (CHaracterising ExOPlanets Satellite) küldetés során lesz lehetőség. A misszió célja a szuperföldek részletes tanulmányozása, melynek eredményeként talán megnyugtatóan megválaszolható lesz az a kérdés, hogy ezek az idegen világok válhatnak-e egyszer a miénkhez hasonlóvá, vagy valóban eltérő fejlődési utat követnek.

Az eredményeket részletező szakcikk a Monthly Notices of the Royal Astronomical Society c. folyóiratban jelent meg.

Forrás:

• ScienceDaily 2013.02.04.