Kolizje mogą pomagać młodym planetom zachować atmosferę

Nowe badanie wskazuje, że atmosfery planet mogą przetrwać nawet potężne zderzenia z innymi obiektami kosmicznymi. Wyniki analiz podważają dotychczasowy pogląd, zgodnie z którym wielkie kolizje prowadzą do utraty pierwotnej gazowej otoczki, i pokazują, że mogą wręcz sprzyjać jej zachowaniu.

Jak wielkie zderzenia wpływają na atmosfery planet?

.Jak wyjaśniają astronomowie, wielkie zderzenia odgrywają istotną rolę w procesie wzrostu planet skalistych. Obiekty o rozmiarach Ziemi lub większe powstają w wyniku kolizji mniejszych ciał planetarnych. Takie zderzenia zwiększają masę światów, ale jednocześnie uwalniają ogromne ilości ciepła, które mogą przyczyniać się do utraty atmosfery. Ostateczny wpływ kolizji zależy od wzajemnego oddziaływania obu tych czynników.

Dlaczego superziemie i sub-Neptuny są tak powszechne?

.Wyniki badania pomagają również wyjaśnić, dlaczego wśród egzoplanet tak licznie występują dwa typy obiektów. Pierwszym są superziemie, czyli planety nieco większe od naszej, pozbawione pierwotnej atmosfery. Drugim są sub-Neptuny, które mają większe rozmiary i zachowują pierwotną atmosferę.

Wyjaśnienie powszechności występowania obu tych typów planet pozostaje jednym z ważnych problemów nauki o egzoplanetach. Zagadnienie to stało się punktem wyjścia w nowym badaniu.

W ostatnich latach astronomowie rozwijali model opisujący wzajemne zależności między utratą atmosfery a ewolucją wnętrza planet. W najnowszym badaniu połączyli dotychczasowe ustalenia, aby przeanalizować procesy zachodzące po wielkich zderzeniach.

Wielkie kolizje mogą pomagać planetom zachować atmosferę

.Naukowcy ustalili, że wzrost masy planety zwiększa jej grawitacyjną zdolność do utrzymywania atmosfery. Jednocześnie dodatkowe ciepło powstałe podczas kolizji nie ogrzewa równomiernie całego wnętrza obiektu. Tylko część energii podnosi temperaturę płaszcza, czyli skalistej środkowej warstwy planety. Metaliczne jądro uderzającego obiektu pozostaje natomiast silnie rozgrzane i przemieszcza się w głąb wnętrza planety.

Zdaniem naukowców duże sub-Neptuny z grubymi atmosferami mogą powstawać przede wszystkim w wyniku wielkich zderzeń. Z kolei małe superziemie, które nie doświadczają tak potężnych kolizji, mają tendencję do stopniowej utraty atmosfery pod wpływem długotrwałego promieniowania gwiazdy.

Astronomowie zaznaczają, że wyniki badania podważają utrwalony od dziesięcioleci pogląd, zgodnie z którym wielkie zderzenia niemal zawsze prowadzą do całkowitej utraty atmosfery przez planety. Okazuje się natomiast, że kolizje te mogą odgrywać kluczową rolę w powstawaniu sub-Neptunów.

Emil Gołoś