Astronomen haben ein Modell erstellt, das die Geschwindigkeit, mit der einige Planeten ihre Atmosphäre verlieren, mit verschiedenen externen Faktoren verknüpft. Dieser Algorithmus ermöglicht die Vorhersage, wie sich die Dicke der Atmosphäre von Himmelskörpern mit einer bestimmten Masse unter dem Einfluss externer Faktoren ändern wird. Die Arbeit wurde in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics veröffentlicht.
Beobachtungen mit dem Kepler-Teleskop der NASA haben eine Vielzahl von Exoplaneten entdeckt - Planeten außerhalb des Sonnensystems. Die Massen und Radien der meisten von ihnen liegen zwischen denen für Erde und Neptun (sie sind normalerweise in Supererden und Mini-Neptun unterteilt). Die große Anzahl der gefundenen Planeten dieser Art beruht auf der Tatsache, dass sie im Gegensatz zu Planeten von der Größe der Erde relativ leicht zu erkennen sind.
Exoplaneten haben seit langem Wissenschaftler als Modelle für die Untersuchung der Evolution von Himmelskörpern angezogen. Die Daten aus der Untersuchung von Planeten außerhalb des Sonnensystems werden dazu beitragen, mehr über die Entwicklung der Erde zu erfahren. Die mit der Schaffung der Atmosphäre verbundenen Prozesse spielen eine wichtige Rolle für das Verständnis der Mechanismen ihrer Bildung. Darüber hinaus ist die Atmosphäre von Exoplaneten viel einfacher zu untersuchen als ihre Oberfläche, über die häufig keine Daten vorliegen.
Einer der indikativsten Prozesse bei der Bildung der Atmosphäre ist das Entweichen atmosphärischer Partikel in den Weltraum. Infolge dieses Phänomens verschwindet die Gashülle des Planeten unter dem Einfluss verschiedener Faktoren: der Anziehung eines Satelliten oder eines anderen Planeten, erhöhter Temperatur, Sonnenwind und anderen. Dieser Prozess lässt sich am deutlichsten für Planeten mit Wasserstoffatmosphäre verfolgen, da er aufgrund seiner Leichtigkeit am anfälligsten für den Einfluss externer Faktoren ist.
Ein internationales Team, dem ein Mitarbeiter der Sibirischen Bundesuniversität (SFU) angehörte, erstellte ein Modell, das auf Daten von mehr als 7.000 Exoplaneten basierte. Alle hatten Massen von 1 bis 39 Erdmassen, und Wasserstoff überwog in ihrer Atmosphäre. Für jeden Planeten haben Wissenschaftler die Intensität der Erwärmung der oberen Atmosphäre unter Einwirkung von Röntgen- und Ultraviolettstrahlung des Sterns, die Dichte des atmosphärischen Gases und die Geschwindigkeit seines Abflusses bestimmt. Anschließend entwickelten die Forscher einen automatisierten Algorithmus, mit dem die maximale Dissoziation (Zerfall von Molekülen in Atome), die Ionisierung (Gewinnung geladener Ionen aus neutralen Atomen) der Atmosphäre, die Verlustrate der Planetenmasse und der effektive Absorptionsradius der Strahlung (Abstand vom Zentrum eines Himmelskörpers, über dem sie sich befindet) unabhängig berechnet werden konnten absorbiert Sternenlicht). Dies sind die Mengendie die Art der Entwicklung der Atmosphäre bestimmen. Alle wurden in Form eines großen Datenfeldes dargestellt, das nach den Hauptparametern des Planeten verteilt war: Masse, Radius und Strahlungsintensität des Sterns. Dann verwendeten die Wissenschaftler die Interpolation - einen mathematischen Algorithmus, mit dem die gefundene Abhängigkeit auf jeden erforderlichen Zwischenwert innerhalb der Grenzen des Modells ausgedehnt werden kann.
„Mit unserer Raster- und Interpolationsroutine können wir schnell Informationen abrufen, deren Berechnung ansonsten Tage oder Wochen dauern würde. Dies ermöglicht es, die Ergebnisse von Berechnungen der Massenverlustraten für die Untersuchung der Entwicklung der Planetenatmosphäre über einen langen Zeitraum zu verwenden. Sie können auch vermeiden, dass Sie die zuvor verwendeten Näherungsformeln verwenden müssen, die eine Reihe wichtiger Faktoren unterschätzen oder überschätzen können “, sagt einer der Autoren der Arbeit, Professor an der Sibirischen Bundesuniversität Nikolay Erkaev.
