Les mini-Neptunes et les super-Terres jusqu'à quatre fois la taille de la nôtre sont les exoplanètes les plus courantes en orbite autour des étoiles au-delà de notre système solaire. Jusqu'à maintenant, On pensait que les super-Terres étaient les noyaux rocheux des mini-Neptunes dont les atmosphères gazeuses ont été emportées. Dans une nouvelle étude publiée dans Le Journal d'Astrophysique , les astronomes de l'Université McGill montrent que certaines de ces exoplanètes n'ont jamais eu d'atmosphères gazeuses pour commencer, un nouvel éclairage sur leurs origines mystérieuses.

A partir d'observations, nous savons qu'environ 30 à 50 pour cent des étoiles hôtes ont l'un ou l'autre, et les deux populations apparaissent dans des proportions à peu près égales. Mais d'où venaient-ils ?

Une théorie est que la plupart des exoplanètes sont nées sous forme de mini-Neptunes, mais certaines sont dépouillées de leurs coquilles de gaz par le rayonnement des étoiles hôtes, ne laissant qu'un dense, Noyau rocheux. Cette théorie prédit que notre Galaxie a très peu d'exoplanètes de la taille de la Terre et plus petites connues sous le nom de Terres et de mini-Terres. Cependant, des observations récentes montrent que ce n'est peut-être pas le cas.

Pour en savoir plus, les astronomes ont utilisé une simulation pour suivre l'évolution de ces mystérieuses exoplanètes. Le modèle a utilisé des calculs thermodynamiques basés sur la masse de leurs noyaux rocheux, à quelle distance ils sont de leurs étoiles hôtes, et à quel point le gaz environnant est chaud.

"Contrairement aux théories précédentes, notre étude montre que certaines exoplanètes ne peuvent jamais construire des atmosphères gazeuses pour commencer, " dit la co-auteur Eve Lee, Professeur adjoint au Département de physique de l'Université McGill et de l'Institut spatial McGill.

Les résultats suggèrent que toutes les super-Terres ne sont pas des restes de mini-Neptunes. Plutôt, les exoplanètes ont été formées par une seule distribution de roches, né dans un disque tournant de gaz et de poussière autour des étoiles hôtes. "Certaines des roches ont poussé des obus à gaz, tandis que d'autres ont émergé et sont restés des super-Terres rocheuses, " elle dit.

Comment naissent les mini-Neptunes et les super-Terres

On pense que les planètes se forment dans un disque tournant de gaz et de poussière autour des étoiles. Les roches plus grosses que la lune ont suffisamment d'attraction gravitationnelle pour attirer le gaz environnant pour former une coquille autour de son noyau. Au fil du temps, cette coquille de gaz se refroidit et rétrécit, créer de l'espace pour que plus de gaz environnant soit aspiré, et provoquant la croissance de l'exoplanète. Une fois que la coque entière a refroidi à la même température que le gaz nébulaire environnant, la coquille ne peut plus rétrécir et la croissance s'arrête.

Pour les noyaux plus petits, cette coquille est minuscule, elles restent donc des exoplanètes rocheuses. La distinction entre les super-Terres et les mini-Neptunes vient de la capacité de ces roches à croître et à retenir des coquilles de gaz.

"Nos résultats aident à expliquer l'origine des deux populations d'exoplanètes, et peut-être leur prévalence », dit Lee. « En utilisant la théorie proposée dans l'étude, nous pourrions éventuellement déchiffrer à quel point les exoplanètes rocheuses comme les Terres et les mini-Terres peuvent être communes."

"Primordial Radius Gap and Potentially Broad Core Mass Distributions of Super-Earths and Sub-Neptunes" par Eve Lee et Nicholas Connors a été publié dans The Journal d'astrophysique .