ამ დროისათვის, ირმის ნახტომში სხვა ვარსკვლავთა გარშემო მოძრავი 4000 ეგზოპლანეტაა აღმოჩენილი და დადასტურებული. ამ პოპულაციაში გამოიკვეთა ერთი უცნაური მახასიათებელი: უკიდურესად ცოტაა ისეთი ეგზოპლანეტა, რომელთა ზომაც დედამიწისაზე 1,5 – 2-ჯერ მეტია და საკუთარ ვარსკვლავთან ახლოს მოძრაობენ; ამ ფენომენს ასტრონომები მცირე პლანეტათა რადიუსის ნაპრალს უწოდებენ.
სად არის ასეთი პლანეტები? საერთოდ არსებობს კი? ფრიად უცნაური საიდუმლოა, მაგრამ სავარაუდოდ, ახალმა კვლევამ პასუხთან უკვე ახლოს მიგვიყვანა. დაკვირვებების, სიმულაციებისა და მოდელირების მიხედვით, დიდი ალბათობით, ასეთი პლანეტები არსებობს, მაგრამ მილიარდობით წლის განმავლობაში იკუმშებიან, ზომაში მცირდებიან.
„ამოსავალი წერტილი ის არის, რომ პლანეტები კლდისა და გაზის სტატიკური სფეროები არ არის და ზოგჯერ, ისინი სწორედ ასეთებად მიგვაჩნია“, — ამბობს ნიუ-იორკის ფლეტირონის ინსტიტუტის ასტროფიზიკოსი ტრევორ დევიდი.
მცირე პლანეტათა რადიუსის ნაპრალი პირველად 2017 წელს გამოავლინეს და საინტერესოა იმ თვალსაზრისით, რომ ექცევა ეგზოპლანეტათა ორ კლასიფიკაციას შორის — დედამიწის ზომის პლანეტებსა და მინინეპტუნებს შორის, რომლებიც ნეპტუნზე პატარებია, მაგრამ მაინც აქვთ ნეპტუნის მსგავსი სქელი ატმოსფერო.
ამ უცნაური ანომალიის ასახსნელად, მეცნიერებს რამდენიმე შესაძლო სცენარი აქვთ. ერთი მათგანის მიხედვით, ისინი შეიძლება ისე წარმოიქმნებოდნენ მატერიის ისეთი ღრუბლებისგან, რომლებიც ზედმეტად მეჩხერია, რათა ნეპტუნის მსგავსი ატმოსფერო წარმოიქმნას. თუმცა, წამყვანი თეორიის მიხედვით, ეგზოპლანეტები უფრო დიდები იბადებიან, მოგვიანებით კი ატმოსფეროს კარგავენ და იკუმშებიან.
Exoplanet Radius Gap from simonsfoundation.org on Vimeo.
ამ იდეას მეცნიერები ადრეც იკვლევდნენ, მაგრამ დევიდმა და მისმა ჯგუფმა საკუთარ ანალიზებში ახალი პარამეტრი გამოიყენა: ეგზოპლანეტათა ასაკი, რომლებიც საკუთარ ვარსკვლავებთან ერთად წარმოიქმნებიან.
პროექტი კალიფორნია-კეპლერის კატალოგიდან, რომელიც ეგზოპლანეტებისა და მათი დედავარსკვლავების ზუსტ მახასიათებლებს ზომავს, შეარჩიეს გარკვეული ოდენობის დედამიწაზე ზომით 10-ჯერ პატარა პლანეტები.
ასეთ მონაცემთა წყალობით, ჯგუფმა პლანეტათა პოპულაცია სწორ ზომათა დიაპაზონში ზუსტად მოათავსა. ამის შემდეგ, გამოიანგარიშეს ვარსკვლავთა ასაკი; ეს კი მათი ქიმიური შემადგენლობითა და სინათლის რყევებით შეძლეს — ეს ორი მახასიათებელი ვარსკვლავის ასაკთან არის დაკავშირებული.
უკვე ამის შემდეგ, სისტემები ორ პოპულაციად დაყვეს — 2 მილიარდ წელიწადზე ახალგაზრდებად და ამაზე ხანდაზმულებად. (შედარებისთვის, მზის სისტემა დაახლოებით 4,6 მილიარდ წლისაა). როდესაც ეს საქმეც დაასრულეს, მკვლევრებმა ერთი საინტერესო მახასიათებელი შენიშნეს.
მასაში ნაპრალი სრულიად ცარიელი არ არის და როგორც ჩანს, ამ ნაპრალში პლანეტათა გადანაწილება ასაკის მიხედვით არის დაყოფილი. ახალგაზრდა სისტემების შემთხვევაში, ნაპრალი ყველაზე ცარიელი იყო დედამიწის 1,6 რადიუსის რეგიონში. უფრო ხანდაზმულ სისტემათა შემთხვევაში კი, ყველაზე დიდი სიცარიელე დაახლოებით დედამიწის 1,8 რადიუსში.
მკვლევართა ჯგუფის აზრით, ეს იმას ნიშნავს, რომ მილიარდობით წლის განმავლობაში, მინინეპტუნთა გარკვეული ნაწილი ზომაში დრამატულად მცირდება, კარგავენ ატმოსფეროს და თანდათან მხოლოდ მათი შიშველი ბირთვი რჩება; მსგავსი რამ ასტრონომებმა ეგზოპლანეტებში რამდენჯერმე უკვე შენიშნეს კიდეც.
გარკვეულ კრიტიკულ ზღვარს ზემოთ, მინინეპტუნებს საკმარისი მასა აქვთ, რათა გრავიტაციულად ჩაიჭირონ ატმოსფერო, რაც ასტრონომთა მიერ შემჩნეულ ნაპრალს განაპირობებს.
ამ დროისთვის, ბოლომდე ცნობილი არ არის, რა იწვევს ატმოსფეროს დაკარგვას.
ერთი სცენარის მიხედვით, ამის მიზეზი ასტეროიდის ან მეტეორული დაცემები უნდა იყოს. გამომდინარე იქიდან, რომ ამ პროცესს (ზომაში) მილიარდობით წელიწადი სჭირდება, მკვლევართა აზრით, ეს სცენარი ნაკლებად სავარაუდოა; ასეთი დარტყმები ეგზოპლანეტას ატმოსფეროს გაცილებით მალე, 100 მილიონ წელიწადზე ნაკლებ პერიოდში გააცლიდა.
რჩება ორი ძირითადი ვარიანტი. პირველი მათგანია ფოტოაორთქლება, როდესაც პლანეტა თავის ვარსკვლავთან იმდენად ახლოსაა, რომ ვარსკვლავის რადიაცია მას ატმოსფეროს აცლის. მეორე გახლავთ ბირთვის გაციება, რა დროსაც პლანეტის ბირთვიდან გაქცეული სიცხე ატმოსფეროში შედის და თანდათან მას აორთქლებს.
ეს ორი სხვადასხვა პროცესი სხვადასხვა დროის განმავლობაში გრძელდება და ორივე მათგანი თავსებადია ჯგუფის მიერ ჩატარებულ დაკვირვებებთან. ეს კი იმას ნიშნავს, რომ დამატებითი ანალიზებია საჭირო იმის ზუსტად დასადგენად, თუ რა იწვევს ეგზოპლანეტათა ზომაში შემცირებას.
„სავარაუდოდ, ორივე ეფექტი მნიშვნელოვანია, მაგრამ გვესაჭიროება უფრო დახვეწილი მოდელები, რათა გავიგოთ, რა ოდენობის წვლილი შეაქვს თითოეულ მათგანს ამ საქმეში“, — ამბობს დევიდი.
კვლევა The Astronomical Journal-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია simonsfoundation.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
