Wetenschappers lijken de mysterieuze afwezigheid van middelgrote planeten, groter dan de aarde maar kleiner dan gasreuzen, te kunnen verklaren. Een proces genaamd 'kern-aangedreven massaverlies' zou hier een grote rol in spelen.
Het mysterie van de ontbrekende middelgrote planeten
Onderzoekers hebben al lang geconstateerd dat er een opvallend tekort is aan exoplaneten van een bepaalde grootte. Deze planeten, die een straal hebben van 1,5 tot 2 keer de aarde, zijn verrassend zeldzaam. Dit is een kloof tussen rotsachtige superaardes en grotere, met gas omhulde planeten die sub-Neptunussen worden genoemd. Wetenschappers proberen al geruime tijd te ontdekken wat de oorzaak is van deze merkwaardige kloof.
Atmosfeerverlies kan de kloof verklaren
Een mogelijke verklaring voor deze kloof kan zijn dat sommige sub-Neptunussen hun atmosfeer geleidelijk verliezen. Wanneer een planeet niet genoeg massa heeft om zijn atmosfeer vast te houden, 'lekt' de atmosfeer weg. Dit zou ertoe leiden dat sub-Neptunussen die niet voldoende massief zijn, krimpen tot ongeveer de grootte van superaardes, waardoor de opvallende kloof ontstaat.
De mogelijke rol van kern-aangedreven massaverlies en foto-evaporatie
Er zijn twee waarschijnlijke mechanismen die kunnen leiden tot het verlies van de atmosfeer van een planeet: kern-aangedreven massaverlies en foto-evaporatie. Kern-aangedreven massaverlies treedt op wanneer straling afkomstig van de hete kern van een planeet de atmosfeer van de planeet wegduwt. Foto-evaporatie treedt op wanneer de atmosfeer van een planeet in feite wordt weggeblazen door de hete straling van zijn moederster.
Voor dit onderzoek hebben onderzoekers gegevens gebruikt van NASA's K2, een uitgebreide missie van de Kepler ruimtetelescoop. Ze hebben zich gericht op de sterrenhopen Praesepe en Hyades, die tussen de 600 miljoen en 800 miljoen jaar oud zijn. Het wordt aangenomen dat planeten doorgaans dezelfde leeftijd hebben als hun moederster.
Kern-aangedreven massaverlies als waarschijnlijke oorzaak
Bijna alle sterren in de sterrenhopen Praesepe en Hyades hebben een sub-Neptunus. Vanwege de leeftijd van deze sterrenhopen is het waarschijnlijk dat foto-evaporatie niet heeft plaatsgevonden, wat betekent dat deze planeten hun atmosferen hebben kunnen behouden. Dit contrast met oudere sterren, waarvan slechts 25 procent sub-Neptunussen herbergt. Dit suggereert dat kern-aangedreven massaverlies waarschijnlijker is dan foto-evaporatie als oorzaak van het verlies van atmosferen bij sub-Neptunussen.
Hoewel deze ontdekkingen licht werpen op de mysterieuze afwezigheid van middelgrote planeten, benadrukken de onderzoekers dat het onderzoek nog niet volledig is afgerond. Ons begrip van foto-evaporatie en kern-aangedreven massaverlies kan zich nog verder ontwikkelen. We zullen dus moeten wachten op verdere studies om definitieve antwoorden te krijgen.
