Naukowcy odkryli, że gwiazdy macierzyste mogą przyczyniać się do niszczenia atmosfer planet poprzez ich ściskanie i zgniatanie. Badania prowadzone przez Guo Jianhenga z Obserwatorium Yunnan Chińskiej Akademii Nauk mogą pomóc astronomom lepiej określić, które egzoplanety warto bliżej zbadać w poszukiwaniu życia poza Układem Słonecznym.
Planety mogą tracić swoje atmosferę na wiele sposobów, w tym poprzez proces zwany „ucieczką hydrodynamiczną”. Proces ten, bardziej ekstremalny niż ten, który występuje w naszym Układzie Słonecznym, powoduje utratę masy planety i wpływa na jej klimat, a tym samym na jej zdolność do podtrzymywania życia.
Jianheng symulował utratę atmosfery przez egzoplanety o niskiej masie. Skupił się na mechanizmie ucieczki hydrodynamicznej i zaproponował nową metodę klasyfikacji, która może być użyta do zrozumienia tego oraz innych procesów ucieczki.
Wczesne planety Układu Słonecznego, takie jak Wenus i Ziemia, mogły doświadczać ucieczki hydrodynamicznej. Gdyby proces ten trwał, Ziemia mogłaby mieć cienką, prawie bezwodną atmosferę podobną do tej na Marsie. Zrozumienie tego procesu może pomóc wyjaśnić, dlaczego Ziemia jest zdolna do podtrzymywania życia, podczas gdy Mars i Wenus nie.
Astronomowie, używając teleskopów naziemnych i kosmicznych, ustalili, że procesy te zachodzą wokół egzoplanet znajdujących się blisko ich gwiazd macierzystych.
Jianheng przeprowadził symulacje komputerowe egzoplanet o niskiej masie, które wykazały, że planety z atmosferami bogatymi w wodór mogą doświadczać ucieczki hydrodynamicznej z powodu wewnętrznych procesów energetycznych. Ta energia przejawia się jako wewnętrzne ciepło generowane przez siły pływowe, które zgniatają planetę – siły te są wywoływane przez grawitację gwiazdy macierzystej i bombardowanie intensywnym promieniowaniem ultrafioletowym. Czasami te siły mogą nawet deformować planety do kształtu owalnego.
Symulacje ujawniły, że bardziej „puchate” i mniej gęste egzoplanety o niskiej masie i dużym promieniu mogą doświadczać ucieczki atmosferycznej z powodu wysokich wewnętrznych temperatur. Parametr Jeans’a, stosunek energii wewnętrznej planety do jej energii potencjalnej grawitacji, może być użyty do określenia, czy planeta doświadczy ucieczki atmosferycznej. Im mniejszy parametr Jeans’a, tym większe prawdopodobieństwo ucieczki atmosferycznej.
Dla planet, które nie mogą doświadczać ucieczki hydrodynamicznej z powodu wysokiej energii wewnętrznej, Jianheng odkrył, że zmodyfikowany parametr Jeans’a uwzględniający siły pływowe generowane przez gwiazdy może określić rolę tych sił oraz ekstremalnego promieniowania ultrafioletowego w napędzaniu ucieczki atmosferycznej.
Symulacja wykazała również, że planety o niskiej masie z wysokim potencjałem grawitacyjnym, wynikającym z większej odległości między planetą a jej gwiazdą oraz mniejszym promieniowaniem, doświadczają wolniejszej ucieczki hydrodynamicznej. Odkrycia te mogą pomóc naukowcom lepiej zrozumieć, jak atmosfery planet o niskiej masie zmieniają się w czasie, co może przyczynić się do lepszego zrozumienia ich zdolności do podtrzymywania życia.
Źródło: Yahoo News
