Mini-Nettuno e super-Terre fino a quattro volte più grandi della nostra sono gli esopianeti più comuni in orbita attorno a stelle oltre il nostro sistema solare. Fino ad ora, Si pensava che le super-Terre fossero i nuclei rocciosi di mini-Nettuno le cui atmosfere gassose erano state spazzate via. In un nuovo studio pubblicato su Il Giornale Astrofisico , gli astronomi della McGill University mostrano che alcuni di questi esopianeti non hanno mai avuto atmosfere gassose per cominciare, gettando nuova luce sulle loro misteriose origini.

Dalle osservazioni, sappiamo che circa il 30-50 percento delle stelle ospitanti ha l'una o l'altra, e le due popolazioni appaiono in proporzione circa uguale. Ma da dove venivano?

Una teoria è che la maggior parte degli esopianeti nasca come mini-Nettuno, ma alcuni vengono privati ​​dei loro gusci di gas dalle radiazioni delle stelle ospiti, lasciando dietro di sé solo un denso, nucleo roccioso. Questa teoria prevede che la nostra Galassia abbia pochissimi esopianeti di dimensioni terrestri e più piccoli conosciuti come Terre e mini-Terre. Però, recenti osservazioni mostrano che potrebbe non essere così.

Scoprire di più, gli astronomi hanno utilizzato una simulazione per tracciare l'evoluzione di questi misteriosi esopianeti. Il modello ha utilizzato calcoli termodinamici basati su quanto sono massicci i loro nuclei rocciosi, quanto sono lontani dalle stelle che li ospitano, e quanto è caldo il gas circostante.

"Contrariamente alle teorie precedenti, il nostro studio mostra che alcuni esopianeti non possono mai costruire atmosfere gassose per cominciare, ", afferma la co-autrice Eve Lee, Assistant Professor presso il Dipartimento di Fisica della McGill University e del McGill Space Institute.

I risultati suggeriscono che non tutte le super-Terre sono resti di mini-Nettuno. Piuttosto, gli esopianeti erano formati da un'unica distribuzione di rocce, nato in un disco rotante di gas e polvere attorno alle stelle ospiti. "Alcune delle rocce sono cresciute conchiglie di gas, mentre altri sono emersi e sono rimasti super-Terre rocciose, " lei dice.

Come nascono i mini-Nettuni e le super-Terre

Si pensa che i pianeti si formino in un disco rotante di gas e polvere attorno alle stelle. Le rocce più grandi della luna hanno abbastanza attrazione gravitazionale per attirare il gas circostante per formare un guscio attorno al suo nucleo. Nel tempo questo guscio di gas si raffredda e si restringe, creando spazio per l'aspirazione di più gas circostante, e facendo crescere l'esopianeta. Una volta che l'intero guscio si è raffreddato alla stessa temperatura del gas nebulare circostante, il guscio non può più restringersi e la crescita si ferma.

Per nuclei più piccoli, questo guscio è minuscolo, quindi rimangono esopianeti rocciosi. La distinzione tra super-Terre e mini-Nettuno deriva dalla capacità di queste rocce di crescere e trattenere i gusci di gas.

"I nostri risultati aiutano a spiegare l'origine delle due popolazioni di esopianeti, e forse la loro prevalenza", afferma Lee. "Utilizzando la teoria proposta nello studio, alla fine potremmo decifrare quanto possano essere comuni gli esopianeti rocciosi come le Terre e le mini-Terre".

"Primordial Radius Gap and Potentially Broad Core Mass Distributions of Super-Earths and Sub-Nettuni" di Eve Lee e Nicholas Connors è stato pubblicato su The Giornale Astrofisico .