Le rétrécissement des planètes pourrait expliquer le mystère des mondes manquants des univers
Une simulation informatique de la façon dont la distribution de la taille des planètes change à mesure que les systèmes planétaires vieillissent. L'écart de rayon est évident à environ le double du rayon de la Terre - bien qu'il dépende des périodes orbitales des planètes. Les preuves suggèrent que l'écart se déplace avec le temps à mesure que les planètes mini-Neptune enveloppées de gaz perdent leur atmosphère, laissant derrière lui une super-Terre solide. Une planète subissant ce processus est mise en évidence (représentée comme un noyau avec une atmosphère), avec son changement de taille tracé sur la droite. Crédit :Animation par Erik Petigura (UCLA); Simulation de James Owen (Imperial College de Londres)
Il y a eu une percée dans le cas des planètes manquantes.
Alors que les missions de chasse aux planètes ont découvert des milliers de mondes en orbite autour d'étoiles lointaines, il y a une grave pénurie d'exoplanètes mesurant entre 1,5 et deux fois le rayon de la Terre. C'est le juste milieu entre les super-Terres rocheuses et plus grandes, planètes enveloppées de gaz appelées mini-Neptunes. Depuis la découverte de ce « radius gap » en 2017, les scientifiques ont découvert pourquoi il y a si peu de corps célestes de taille moyenne.
Le nouvel indice est né d'une nouvelle façon de regarder les données. Une équipe de chercheurs dirigée par Trevor David du Flatiron Institute a étudié si l'écart de rayon change à mesure que les planètes vieillissent. Ils ont divisé les exoplanètes en deux groupes - jeunes et vieux - et ont réévalué l'écart. Les rayons planétaires les moins communs de l'ensemble plus jeune étaient en moyenne plus petits que les moins communs de l'ensemble plus ancien, ils ont trouvé. Alors que la taille la plus rare pour les planètes plus jeunes était d'environ 1,6 fois le rayon de la Terre, c'est environ 1,8 fois le rayon de la Terre aux âges plus avancés.
L'implication, les chercheurs proposent, est que certains mini-Neptunes rétrécissent considérablement sur des milliards d'années à mesure que leur atmosphère s'évapore, ne laissant qu'un noyau solide. En perdant leur gaz, les mini-Neptunes "sautent" l'écart du rayon de la planète et deviennent des super-Terres. Comme le temps passe, l'écart de rayon se déplace à mesure que des mini-Neptunes de plus en plus gros font le saut, se transformant en super-Terres de plus en plus grandes. Le trou, en d'autres termes, est le gouffre entre les super-Terres les plus grandes et les mini-Neptunes les plus petites qui peuvent encore conserver leur atmosphère. Les chercheurs rapportent leurs conclusions le 14 mai dans Le journal astronomique .
"Le point primordial est que les planètes ne sont pas les sphères statiques de roches et de gaz comme nous avons parfois tendance à les considérer, " dit David, chercheur au Center for Computational Astrophysics (CCA) du Flatiron Institute à New York. Dans certains modèles de perte d'atmosphère précédemment proposés, "certaines de ces planètes étaient 10 fois plus grosses au début de leur vie."
Les résultats donnent du crédit à deux suspects précédemment proposés dans l'affaire :la chaleur résiduelle de la formation planétaire et le rayonnement intense des étoiles hôtes. Les deux phénomènes ajoutent de l'énergie dans l'atmosphère d'une planète, provoquant la fuite de gaz dans l'espace. "Les deux effets sont probablement importants, " dit David, "mais nous aurons besoin de modèles plus sophistiqués pour dire combien chacun d'eux contribue et quand" dans le cycle de vie de la planète.
Les co-auteurs de l'article comprennent Gabriella Contardo, chercheuse au CCA, La chercheuse associée du CCA Ruth Angus, La chercheuse associée du CCA Megan Bedell, Le chercheur associé du CCA Daniel Foreman-Mackey et le chercheur invité du CCA Samuel Grunblatt.
