Mini-Neptunes och Super-Earths fyra gånger vår storlek är de vanligaste exoplaneterna som kretsar runt stjärnor utanför vårt solsystem. Fram till nu ansågs superjordar vara de steniga kärnorna i mini-Neptunes vars gasatmosfärer blåstes bort av vinden. I en ny studie publicerad i The Astrophysical Journal visar astronomer vid McGill University att vissa av dessa exoplaneter kanske aldrig har haft gasatmosfärer, vilket kastar nytt ljus över deras mystiska ursprung.
En teori är att de flesta exoplaneter föds som mini-Neptunes, men vissa tas av sina gashöljen genom strålning från sina värdstjärnor, vilket bara lämnar efter sig en tät, stenig kärna. Denna teori förutspår att det finns väldigt få jordstora och mindre exoplaneter som är kända som jordar och minijordar i vår galax. Senare observationer tyder dock på att så kanske inte är fallet.
För att lära sig mer använde astronomer simuleringar för att spåra utvecklingen av dessa mystiska exoplaneter. Modellen använde termodynamiska beräkningar baserade på hur massiva deras kärnor är, hur långt de är från sina stjärnor och hur varm den omgivande gasen är.
"Tvärtemot tidigare teorier visar vår studie att vissa exoplaneter aldrig kunde ha bildat en gasatmosfär", säger medförfattaren till studien. Exoplaneter bildades av en enda fördelning av stenar som föddes i en roterande skiva av gas och damm runt deras moderstjärnor.
Hur mini-Neptunes och Super-Earths föds
Planeter tros bildas i en skiva av gas och damm som kretsar runt stjärnor. Stenar som är större än månen har tillräckligt med gravitationskraft för att dra in den omgivande gasen och bilda ett skal runt sin kärna. Med tiden svalnar detta gasskal och drar ihop sig, vilket gör att mer omgivande gas kan dras in och får exoplaneten att växa. När hela skalet har svalnat till samma temperatur som den omgivande nebulosan kan skalet inte längre dra ihop sig och tillväxten kommer att upphöra.
För mindre kärnor är detta hölje litet, så de förblir steniga exoplaneter. Skillnaden mellan super-Earths och mini-Neptunes är förmågan att växa och underhålla gashöljen.
"Våra resultat hjälper till att förklara ursprunget för de två exoplanetpopulationerna och, möjligen, deras fördelning", säger experterna. "Med hjälp av teorin som föreslagits i studien kunde vi äntligen dechiffrera hur vanliga steniga exoplaneter som jorden och minijordar är."
Läs också:
- Föreslagen motor för snabba interplanetära flygningar
- Astronomer upptäckte den första molnfria planeten som liknar Jupiter