Un nou model care ține cont de interacțiunea forțelor care acționează asupra planetelor nou-născute poate explica două observații derutante care au apărut în mod repetat printre cele peste 3.800 de sisteme planetare catalogate pînă în prezent. Una dintre enigme, cunoscută sub numele de ,,valea razei”, se referă la raritatea exoplanetelor cu o rază de aproximativ 1,8 ori mai mare decît cea a Pămîntului. Sonda spațială Kepler a NASA a observat planete de această dimensiune de 2-3 ori mai rar decît a observat super-Pămînturi cu raze de aproximativ 1,4 ori mai mari decît cea a Pămîntului și mini-Neptunuri cu raze de aproximativ 2,5 ori mai mari decît cea a Pămîntului. Al doilea mister, cunoscut sub numele de ,,mazăre în păstaie”, se referă la planetele vecine de dimensiuni similare care au fost găsite în sute de sisteme planetare. Printre acestea se numără TRAPPIST-1 și Kepler-223. ,,Cred că sîntem primii care au reușit să explice valea razei folosind un model de formare a planetelor și de evoluție dinamică care ține cont în mod autoconsistent de multiplele constrîngeri ale observațiilor”, a declarat André Izidoro de la Universitatea Rice, autorul studiului publicat în The Astrophysical Journal Letters.
Forța care acționează asupra planetelor nou-născute Izidoro, cercetător Welch Postdoctoral Fellow în cadrul proiectului CLEVER Planets, finanțat de NASA la Rice, și co-autorii au folosit un supercomputer pentru a simula primii 50 de milioane de ani de dezvoltare a sistemelor planetare folosind un model de migrație planetară. În acest model, discurile protoplanetare de gaz și praf care dau naștere tinerelor planete interacționează, de asemenea, cu acestea, trăgîndu-le mai aproape de stelele lor părintești și blocîndu-le în lanțuri orbitale rezonante.
Lanțurile sînt rupte în cîteva milioane de ani, cînd dispariția discului protoplanetar provoacă instabilități orbitale care determină două sau mai multe planete să se lovească una de alta. Modelele de migrație planetară au fost utilizate pentru a studia sistemele planetare care și-au păstrat lanțurile orbitale rezonante. De exemplu, Izidoro și colegii de la CLEVER Planets au folosit un model de migrare în 2021 pentru a calcula cantitatea maximă de perturbări pe care sistemul de șapte planete al lui TRAPPIST-1 ar fi putut să o suporte în timpul bombardamentului și să își păstreze structura orbitală armonioasă.
,,Migrarea planetelor tinere către stelele lor gazdă creează supraaglomerare și are ca rezultat frecvent coliziuni cataclismice care deposedează planetele de atmosferele lor bogate în hidrogen”, a declarat Izidoro. ,,Asta înseamnă că impacturile gigantice, precum cel care a format luna noastră, sînt probabil un rezultat al formării planetelor.”
Cercetarea sugerează că planetele vin în două forme, super-Pămînturi care sînt uscate, stîncoase și cu 50% mai mari decît Pămîntul, și mini-Neptune care sînt bogate în gheață de apă și de aproximativ 2,5 ori mai mari decît Pămîntul. Izidoro a declarat că noile observații par să susțină rezultatele, care intră în conflict cu viziunea tradițională conform căreia atît super-Pămînturile, cît și mini-Neptunurile sînt exclusiv lumi uscate și stîncoase, scrie Phys.org. Pe baza constatărilor lor, cercetătorii au făcut predicții care pot fi testate de telescopul spațial James Webb al NASA. Aceștia sugerează, de exemplu, că o fracțiune de planete cu o dimensiune de aproximativ două ori mai mare decît cea a Pămîntului își vor păstra atît atmosfera primordială bogată în hidrogen, cît și bogată în apă.
