Введение

С момента открытия экзопланет наука о планетах за пределами нашей Солнечной системы переживает настоящую революцию. Одним из наиболее загадочных вопросов, который беспокоит астрономов, является наличие радиусной долины — области, в которой наблюдается нехватка экзопланет с радиусом примерно в 1.8 раза больше радиуса Земли. Наша планета NASA предлагает новую миссию, называемую Early eVolution Explorer (EVE), чтобы пролить свет на эту загадку.

Что такое радиусная долина?

В течение более десяти лет в научных кругах ведутся споры о причинах, по которым экзопланеты с радиусом около 1.8 радиусов Земли встречаются так редко. Астрономы классифицируют экзопланеты на две основные категории: супер-Земли, которые меньше этого размера и имеют каменистые ядра, и суб-Нептуны, которые больше и выглядят «пухлые». Однако причина такого разделения в процессе эволюции планет остается неясной.

Гипотезы радиусной долины

В настоящее время два основных подхода объясняют существование радиусной долины. Первая — это гипотеза сжимающегося газового карлика. Согласно этой теории, все протопланеты начинают как каменистые ядра, которые накапливают легкие газы, такие как водород и гелий. Если планета слишком близко к своей звезде, интенсивное излучение и тепло могут испарить её атмосферу, оставляя только ядро и превращая её в супер-Землю. Суб-Нептуны, в свою очередь, находятся на расстоянии, достаточном для сохранения своих газовых оболочек.

Вторая гипотеза предполагает, что суб-Нептуны представляют собой плотные водяные миры, которые формируются за пределами снежной линии, где вода может замерзать. В этом случае супер-Земли образуются из сухих камней, а суб-Нептуны — из смеси камня и воды, почти в равных пропорциях. Таким образом, радиусная долина объясняется разницей в размерах между сухими камнями и полуводными, полукремниевыми планетами.

Миссия Early eVolution Explorer

Миссия EVE нацелена на то, чтобы выяснить, какая из этих гипотез верна. Для этого необходимо отслеживать экзопланеты на ранних стадиях их формирования. Однако из 6000 известных экзопланет только около 20 моложе 50 миллионов лет. EVE планирует значительно увеличить это число.

В рамках своей 2.5-летней миссии EVE будет наблюдать за 30 полями молодых звездных скоплений в течение 30 дней каждое. Это позволит зафиксировать свет примерно от 20,000 новых звезд. Однако обнаружение планет вокруг молодых звезд представляет собой серьезную задачу из-за их высокой активности, что может создавать ложные сигналы.

Технические детали

EVE будет оснащен тремя уникальными датчиками: ультрафиолетовым (NUV), оптическим и ближним инфракрасным (NIR). Данные от NUV помогут вычесть влияние солнечных вспышек и других активных процессов, позволяя выделить планеты на фоне звезд.

Ожидаемые результаты зависят от верности гипотез. Если действительно существует множество «пухлых газовых карликов», EVE может обнаружить до 100 молодых суб-Нептунов. Если же они являются водными мирами, команда предсказывает, что будет найдено всего около пяти новых планет, так как остальные будут слишком малы для обнаружения.

Будущее миссии

На данный момент проект еще не получил финансирования, но он имеет потенциал стать частью программы NASA Small Explorers (SMEX), которая в последнее время получает больше внимания и средств. Если EVE будет одобрен, это может обеспечить ученым новые инструменты для отслеживания планет в другой стадии их эволюции и помочь ответить на ряд давних вопросов о формировании экзопланет.

Заключение

Миссия Early eVolution Explorer представляет собой важный шаг к пониманию того, как формируются экзопланеты и почему среди них так мало представителей радиусной долины. Ответы на эти вопросы не только углубят наши знания о планетарной эволюции, но и, возможно, приведут к новым открытиям в области астрономии.