Создана модель того, как планеты-гиганты теряют атмосферу
Астрономы создали модель, которая связывает скорость, с которой некоторые планеты теряют атмосферу, с различными внешними факторами. Созданный учеными алгоритм позволяет предсказать, как будет изменяться толщина атмосферы небесных тел с определенной массой под действием внешних факторов. Работа опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics. Наблюдения запущенного NASA телескопа Kepler показали большое разнообразие экзопланет (планет, находящихся вне Солнечной системы). Массы и радиусы большей их части находятся в промежутке между аналогичными данными для Земли и Нептуна. Экзопланеты принято делить на два класса: суперземли и мини-нептуны. Большое количество найденных планет этих типов обусловлено тем, что их, в отличие от планет размера Земли, относительно легко обнаружить. Экзопланеты давно привлекают ученых в качестве моделей для исследования эволюции небесных тел. Данные, полученные при исследовании планет вне Солнечной системы, помогут узнать больше об эволюции Земли. Важную роль в понимании механизмов образования этих небесных тел играют процессы, связанные с созданием атмосферы. К тому же атмосферу экзопланет исследовать гораздо проще, чем их поверхность, о которой зачастую не удается получить никаких данных. Один из наиболее показательных процессов в формировании атмосферы – убегание атмосферных частиц в космическое пространство. Вследствие этого явления газовая оболочка планеты исчезает под действием разных факторов: притяжения спутника или другой планеты, повышенной температуры, солнечного ветра и прочих. Наиболее явно этот процесс можно проследить для планет с водородной атмосферой, так как она больше всех подвержена влиянию внешних факторов из-за своей легкости. Международный коллектив, в состав которого вошел сотрудник СФУ, создал модель на основе данных о более чем 7000 экзопланет. Все они имели массы от 1 до 39 земных, а в их атмосфере преобладал водород. Для каждой планеты ученые определили интенсивность нагрева верхней части атмосферы под действием рентгеновского и ультрафиолетового излучений звезды, плотность атмосферного газа и скорость его истечения. Затем исследователи разработали автоматизированный алгоритм, который самостоятельно смог рассчитать максимальную диссоциацию (распад молекул на атомы), ионизацию (получение из нейтральных атомов заряженных ионов) атмосферы, скорость потери массы планеты и эффективный радиус поглощения излучения (расстояние от центра небесного тела, на протяжении которого оно поглощает свет звезды). Это те величины, которые определяют характер эволюции атмосферы. Все они были представлены в виде большого массива данных, распределенных по основным параметрам планеты: массе, радиусу, интенсивности излучения звезды. Затем ученые использовали интерполяцию – математический алгоритм, позволяющий распространить найденную зависимость на любое требуемое промежуточное значение в пределах границ модели. «Наша сетка и процедура интерполяции позволяют быстро получить информацию, которая в противном случае потребовала бы дни или недели для вычисления. Это дает возможность использовать результаты расчетов скоростей потерь массы в исследовании эволюции атмосферы планеты на протяжении длительного периода. Также можно избежать необходимости использования применявшихся ранее приближенных формул, которые могут недооценивать или переоценивать ряд важных факторов», – говорит один из авторов работы, профессор СФУ Николай Еркаев. Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще. Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.
