Astronomit ovat luoneet mallin, joka yhdistää nopeuden, jolla jotkut planeetat menettävät ilmakehänsä erilaisiin ulkoisiin tekijöihin. Tämä algoritmi mahdollistaa sen, että tietyn massan taivaankappaleiden ilmakehän paksuus muuttuu ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta. Teos julkaistiin Astronomy & Astrophysics -lehdessä.
NASA: n Kepler-kaukoputken havainnot ovat paljastaneet valtavan määrän eksoplaneetteja - aurinkojärjestelmän ulkopuolella olevia planeettoja. Suurimman osan niistä massat ja säteet ovat maan ja Neptunuksen massojen välillä (ne on yleensä jaettu supermaapallon ja mini-Neptunuksen joukkoon). Tämän tyyppisten planeettojen suuri lukumäärä johtuu siitä, että toisin kuin maan kokoisia planeettoja, ne ovat suhteellisen helppo havaita.
Exoplaneetit ovat jo pitkään houkutelleet tutkijoita malleiksi taivaankappaleiden evoluution tutkimiseksi. Aurinkokunnan ulkopuolella olevien planeettojen tutkimuksesta saadut tiedot auttavat oppimaan lisää Maan evoluutiosta. Ilmakehän luomiseen liittyvillä prosesseilla on tärkeä rooli niiden muodostumisen mekanismien ymmärtämisessä. Lisäksi eksoplaneettojen ilmapiiri on paljon helpompi tutkia kuin niiden pinta, josta tietoja on usein mahdotonta saada.
Yksi ilmapiirin muodostumisen osoittavin prosesseista on ilmakehän hiukkasten karkaaminen ulkoavaruuteen. Tämän ilmiön seurauksena planeetan kaasukuori katoaa eri tekijöiden vaikutuksesta: satelliitin tai toisen planeetan vetovoima, lämpötilan nousu, aurinkotuuli ja muut. Tämä prosessi voidaan jäljittää selkeimmin planeettoissa, joissa on vetyatmosfääri, koska se on keveimmänsä vuoksi herkein ulkoisten tekijöiden vaikutukselle.
Kansainvälinen tiimi, johon kuului Siperian liittovaltion yliopiston (SFU) työntekijä, loi mallin, joka perustuu tietoihin yli 7000 eksoplaneetasta. Kaikilla heillä oli massoja 1 - 39 Maan massaa, ja ilmakehässä vallitsi vety. Jokaiselle planeetalle tutkijat ovat määrittäneet ylemmän ilmakehän kuumennusintensiteetin röntgen- ja ultraviolettisäteilyn vaikutuksesta tähtiä, ilmakehän kaasun tiheyden ja sen virtauksen nopeuden. Sitten tutkijat kehittivät automatisoidun algoritmin, joka pystyi laskemaan itsenäisesti ilmakehän suurimman dissosiaatio (molekyylien hajoaminen atomiksi), ionisoitumisen (lataamalla ioneja neutraaleista atomeista), planeetan massahäviön nopeuden ja säteilyn tehokkaan absorptiosäteen (etäisyys taivaankappaleen keskustasta, jonka yli se) absorboi tähtivaloa). Nämä ovat määrätjotka määrittävät ilmakehän kehityksen luonteen. Ne kaikki esitettiin suuren tietojoukon muodossa, joka oli jaettu planeetan pääparametrien: tähden massan, säteen ja säteilyvoimakkuuden mukaan. Sitten tutkijat käyttivät interpolointia - matemaattista algoritmia, jonka avulla voit laajentaa löytyneen riippuvuuden mihin tahansa vaadittavaan väliarvoon mallin rajoissa.
”Ruudukko- ja interpolointirutiinimme antaa meille mahdollisuuden saada nopeasti tietoja, joiden laskenta muuten vie päiviä tai viikkoja. Tämä tekee mahdolliseksi käyttää massahäviöiden laskelmien tuloksia tutkittaessa planeetan ilmakehän kehitystä pitkällä aikavälillä. Voit myös välttää tarvetta käyttää aiemmin käytettyjä likimääräisiä kaavoja, jotka voivat aliarvioida tai yliarvioida useita tärkeitä tekijöitä”, kertoo yksi työn kirjoittajista, Siperian liittovaltion yliopiston professori Nikolai Yerkaev.