Mini-Neptunes en Super-Earths die vier keer zo groot zijn, zijn de meest voorkomende exoplaneten in een baan om sterren buiten ons zonnestelsel. Tot nu toe werd gedacht dat superaardes de rotsachtige kernen waren van mini-Neptunes waarvan de gasatmosfeer door de wind werd weggeblazen. In een nieuwe studie gepubliceerd in The Astrophysical Journal laten astronomen van McGill University zien dat sommige van deze exoplaneten misschien nooit een gasatmosfeer hebben gehad, wat een nieuw licht werpt op hun mysterieuze oorsprong.
Een theorie is dat de meeste exoplaneten worden geboren als mini-Neptunes, maar sommige worden ontdaan van hun gasvormige omhulsels door straling van hun gastheersterren, waardoor alleen een dichte, rotsachtige kern overblijft. Deze theorie voorspelt dat er zeer weinig aardachtige en kleinere exoplaneten bekend staan als aardes en mini-aardes in onze Melkweg. Recente waarnemingen suggereren echter dat dit misschien niet het geval is.
Om meer te weten te komen, gebruikten astronomen simulaties om de evolutie van deze mysterieuze exoplaneten te volgen. Het model gebruikte thermodynamische berekeningen op basis van hoe massief hun kernen zijn, hoe ver ze van hun sterren verwijderd zijn en hoe heet het omringende gas is.
"In tegenstelling tot eerdere theorieën, toont ons onderzoek aan dat sommige exoplaneten nooit een gasatmosfeer kunnen hebben gevormd", zegt de co-auteur van het onderzoek. Exoplaneten werden gevormd door een enkele verdeling van rotsen geboren in een roterende schijf van gas en stof rond hun moedersterren.
Hoe mini-Neptunes en Super-Earths worden geboren
Aangenomen wordt dat planeten zich vormen in een schijf van gas en stof die rond sterren cirkelen. Rotsen die groter zijn dan de maan hebben genoeg zwaartekracht om het omringende gas naar binnen te trekken en een schil rond hun kern te vormen. Na verloop van tijd koelt deze gasschil af en trekt samen, waardoor er ruimte ontstaat voor meer omringend gas dat naar binnen wordt gezogen en waardoor de exoplaneet groeit. Zodra de hele schaal is afgekoeld tot dezelfde temperatuur als de omringende nevel, kan de schaal niet langer samentrekken en stopt de groei.
Voor kleinere kernen is deze envelop klein, dus het blijven rotsachtige exoplaneten. Het verschil tussen superaardes en mini-Neptunus is het vermogen om gasomhulsels te laten groeien en te behouden.
"Onze resultaten helpen om de oorsprong van de twee exoplaneetpopulaties en mogelijk hun verspreiding te verklaren", zeggen de experts. "Met behulp van de in de studie voorgestelde theorie konden we eindelijk ontcijferen hoe vaak rotsachtige exoplaneten zoals de aarde en mini-aardes voorkomen."
Lees ook:
- Voorgestelde motor voor snelle interplanetaire vluchten
- Astronomen ontdekten de eerste wolkenloze planeet die lijkt op Jupiter