Mini-Neptune und Super-Erden, die viermal so groß sind wie wir, sind die häufigsten Exoplaneten, die Sterne außerhalb unseres Sonnensystems umkreisen. Bislang hielt man Supererden für die felsigen Kerne von Mini-Neptunen, deren gasförmige Atmosphäre vom Wind verweht wird. In einer neuen Studie, die im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde, zeigen Astronomen der McGill University, dass einige dieser Exoplaneten möglicherweise nie gasförmige Atmosphären hatten, was ein neues Licht auf ihre mysteriösen Ursprünge wirft.
Eine Theorie besagt, dass die meisten Exoplaneten als Mini-Neptune geboren werden, aber einige von ihnen durch die Strahlung ihrer Wirtssterne ihrer gasförmigen Hülle beraubt werden und nur einen dichten, felsigen Kern zurücklassen. Diese Theorie sagt voraus, dass es in unserer Galaxie nur sehr wenige erdgroße und kleinere Exoplaneten gibt, die als Erden und Mini-Erden bekannt sind. Jüngste Beobachtungen deuten jedoch darauf hin, dass dies möglicherweise nicht der Fall ist.
Um mehr zu erfahren, verwendeten Astronomen Simulationen, um die Entwicklung dieser mysteriösen Exoplaneten zu verfolgen. Das Modell verwendete thermodynamische Berechnungen basierend darauf, wie massiv ihre Kerne sind, wie weit sie von ihren Sternen entfernt sind und wie heiß das umgebende Gas ist.
„Im Gegensatz zu bisherigen Theorien zeigt unsere Studie, dass einige Exoplaneten niemals eine Gasatmosphäre gebildet haben können“, sagt der Co-Autor der Studie. Exoplaneten wurden durch eine einzelne Verteilung von Gesteinen gebildet, die in einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub um ihre Muttersterne entstanden sind.
Wie Mini-Neptune und Super-Erden geboren werden
Es wird angenommen, dass sich Planeten in einer Scheibe aus Gas und Staub bilden, die Sterne umkreist. Felsen, die größer als der Mond sind, haben genug Anziehungskraft, um das umgebende Gas anzuziehen und eine Hülle um ihren Kern zu bilden. Mit der Zeit kühlt sich diese Gashülle ab und zieht sich zusammen, wodurch mehr umgebendes Gas angesaugt und der Exoplanet wachsen kann. Sobald die gesamte Hülle auf die gleiche Temperatur wie der umgebende Nebel abgekühlt ist, kann sich die Hülle nicht mehr zusammenziehen und das Wachstum hört auf.
Bei kleineren Kernen ist diese Hülle winzig, sie bleiben also felsige Exoplaneten. Der Unterschied zwischen Super-Erden und Mini-Neptunen ist die Fähigkeit, Gashüllen wachsen zu lassen und aufrechtzuerhalten.
„Unsere Ergebnisse helfen, die Herkunft der beiden Exoplanetenpopulationen und möglicherweise ihre Verteilung zu erklären“, sagen die Experten. „Anhand der in der Studie vorgeschlagenen Theorie konnten wir endlich entschlüsseln, wie häufig felsige Exoplaneten wie die Erde und Mini-Erden sind.“
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