Astronomer har oprettet en model, der forbinder den hastighed, hvormed nogle planeter mister deres atmosfære med forskellige eksterne faktorer. Denne algoritme tillader at forudsige, hvordan tykkelsen af atmosfæren i himmellegemer med en bestemt masse vil ændre sig under påvirkning af eksterne faktorer. Værket blev offentliggjort i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics.
Observationer fra NASAs Kepler-teleskop har afsløret en lang række eksoplaneter - planeter uden for solsystemet. Masserne og radierne for de fleste af dem er mellem dem for Jorden og Neptun (de er normalt opdelt i superjord og mini-Neptun). Det store antal fundne planeter af disse typer skyldes det faktum, at de i modsætning til planeter på jordens størrelse er relativt lette at opdage.
Eksoplaneter har længe tiltrukket forskere som modeller for at studere udviklingen af himmellegemer. Data opnået fra studiet af planeter uden for solsystemet vil hjælpe med at lære mere om jordens udvikling. De processer, der er forbundet med skabelsen af atmosfæren, spiller en vigtig rolle i forståelsen af mekanismerne for deres dannelse. Derudover er atmosfæren på exoplaneter meget lettere at studere end deres overflade, og det er ofte umuligt at få data.
En af de mest vejledende processer i dannelsen af atmosfæren er flugt fra atmosfæriske partikler i det ydre rum. Som et resultat af dette fænomen forsvinder planetens gasskal under påvirkning af forskellige faktorer: tiltrækning af en satellit eller en anden planet, forøget temperatur, solvind og andre. Denne proces kan tydeligst spores for planeter med en hydrogenatmosfære, da den er mest modtagelig for påvirkning af eksterne faktorer på grund af dens lethed.
Et internationalt team, der omfattede en medarbejder ved Siberian Federal University (SFU), skabte en model baseret på data på mere end 7.000 exoplaneter. Alle af dem havde masser fra 1 til 39 jordmasser, og brint dominerede i deres atmosfære. For hver planet bestemte forskere intensiteten af opvarmning af den øvre atmosfære under virkningen af røntgenstråler og ultraviolet stråling fra stjernen, densiteten af atmosfærisk gas og hastigheden for dens udstrømning. Derefter udviklede forskerne en automatiseret algoritme, der var i stand til uafhængigt at beregne den maksimale dissociation (nedbrydning af molekyler til atomer), ionisering (opnå ladede ioner fra neutrale atomer) i atmosfæren, hastigheden for tab af planetens masse og den effektive absorptionsradius for stråling (afstanden fra midten af et himmellegeme, over hvilket det absorberer stjernelys). Disse er mængdernesom bestemmer arten af atmosfærens udvikling. Alle af dem blev præsenteret i form af et stort datasæt, fordelt på planetens vigtigste parametre: masse, radius og strålingsintensitet af stjernen. Derefter brugte forskerne interpolation - en matematisk algoritme, der giver dig mulighed for at udvide den fundne afhængighed til enhver nødvendig mellemværdi inden for grænserne for modellen.
”Vores gitter- og interpolationsrutine giver os mulighed for hurtigt at få oplysninger, der ellers ville tage dage eller uger at beregne. Dette gør det muligt at bruge resultaterne af beregninger af hastigheden af massetab i studiet af udviklingen af planetens atmosfære over en lang periode. Du kan også undgå behovet for at bruge de tidligere anvendte omtrentlige formler, som kan undervurdere eller overvurdere en række vigtige faktorer,”siger en af forfatterne til værket, professor ved det sibiriske føderale universitet Nikolai Yerkaev.