Het kan nog even duren voordat astronomen overeenstemming bereiken over een standaardmodel voor planeetvorming rond sterren. Tot voor kort ontbraken aardbewoners immers betrouwbare technieken om veel verder te kijken dan ons eigen zonnestelsel.
Gebaseerd op onze eigen achtertuin, is een gangbare theorie dat rotsachtige planeten zoals Mercurius, Aarde en Mars zich langzaam, dicht bij de zon, vormen door botsingen van kleinere, vaste lichamen terwijl gasreuzen sneller en verder van de ster vormen - vaak binnen de eerste twee miljoen jaar van het leven van een ster - van kleinere rotsachtige kernen die gemakkelijk gassen aantrekken.
Maar nieuwe gegevens suggereren dat sommige gasreuzen zich dicht bij hun sterren vormen - zo dichtbij dat intense sterrenwinden hen van die gassen beroven en ze terug naar hun kernen strippen.
Een internationaal onderzoeksteam heeft ontdekt dat gigantische exoplaneten die heel dicht bij hun sterren cirkelen - dichter dan 2 procent van een astronomische eenheid (AU) - tijdens hun leven een kwart van hun massa kunnen verliezen. Een AU is de afstand tussen de aarde en de zon.
Dergelijke planeten kunnen hun atmosfeer volledig verliezen.
Het team, onder leiding van Helmut Lammer van het Space Research Institute van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen, is van mening dat de onlangs ontdekte CoRoT-7b "Super Earth", die minder dan tweemaal de massa van de aarde heeft, de gestripte kern van een Neptunus-formaat planeet.
Het team gebruikte computermodellen om het mogelijke verlies van atmosferische massa over een stellaire levenscyclus voor exoplaneten te bestuderen op baanafstanden van minder dan 0,06 AU, waar de planetaire en stellaire parameters zeer bekend zijn uit waarnemingen.
Mercurius is onze enige buurman die in dat bereik om de zon draait; Venus draait om ongeveer .72 AUs.
De 49 in het onderzoek beschouwde planeten omvatten hete gasreuzen, planeten met een massa die vergelijkbaar of groter is dan die van Saturnus en Jupiter, en hete ijsreuzen, planeten vergelijkbaar met Uranus of Neptunus. Alle exoplaneten in de steekproef werden ontdekt met behulp van de transitmethode, waarbij de grootte en massa van de planeet worden afgeleid door te observeren hoeveel de moederster dimt terwijl de planeet ervoor voorbijgaat.
"Als de transitgegevens nauwkeurig zijn, zijn deze resultaten van groot belang voor theorieën over planetaire vorming", zegt Lammer, die de resultaten presenteert op de European Week of Astronomy and Space Science, van 20-23 april aan de University of Hertfordshire in het VK.
“We ontdekten dat de gasreus van het Jupiter-type WASP-12b tijdens zijn leven ongeveer 20-25 procent van zijn massa heeft verloren, maar dat andere exoplaneten in ons monster een verwaarloosbaar massaverlies hadden. Ons model laat ook zien dat een belangrijk belangrijk effect de balans is tussen de druk van de elektrisch geladen laag van de atmosfeer van de planeet en de druk van de stellaire wind en coronale massa-ejecties (CME's). Bij banen dichter dan 0,02 AU overweldigen de CME's - gewelddadige explosies van de buitenste lagen van de ster - de atmosferische druk van de exoplanet, waardoor deze tijdens zijn leven misschien enkele tientallen procenten van zijn oorspronkelijke massa verliest. "
Het team ontdekte dat gasreuzen tot hun kernomvang konden verdampen als ze dichter dan 0,015 AU cirkelen. IJsreuzen met een lagere dichtheid zouden hun waterstofomhulsel bij 0,045 AU volledig kunnen verliezen. Gasreuzen in een baan van meer dan 0,02 AU verloren ongeveer 5-7 procent van hun massa. Andere exoplaneten verloren minder dan 2 procent. Resultaten suggereren dat CoRoT-7b een verdampte Neptunusachtige planeet zou kunnen zijn, maar niet de kern van een grotere gasreus. Modelsimulaties geven aan dat grotere gasreuzen niet konden zijn verdampt tot het voor CoRoT-7b vastgestelde massabereik.
Voor meer informatie:
De Europese Week van de astronomie en de ruimtevaart
De Royal Astronomical Society
