Os astrônomos criaram um modelo que liga a taxa em que alguns planetas estão perdendo sua atmosfera para vários fatores externos. Este algoritmo permite prever como a espessura da atmosfera de corpos celestes com uma determinada massa se alterará sob a influência de fatores externos. O trabalho foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.
As observações do telescópio Kepler da NASA revelaram uma enorme variedade de exoplanetas - planetas fora do sistema solar. As massas e os raios da maioria deles estão entre os da Terra e de Netuno (geralmente são divididos em super-Terras e mini-Netuno). O grande número de planetas desses tipos encontrados se deve ao fato de que, ao contrário dos planetas do tamanho da Terra, eles são relativamente fáceis de detectar.
Os exoplanetas há muito atraem cientistas como modelos para estudar a evolução dos corpos celestes. Os dados obtidos com o estudo de planetas fora do sistema solar ajudarão a aprender mais sobre a evolução da Terra. Os processos associados à criação da atmosfera desempenham um papel importante na compreensão dos mecanismos de sua formação. Além disso, a atmosfera dos exoplanetas é muito mais fácil de estudar do que sua superfície, sobre a qual muitas vezes é impossível obter quaisquer dados.
Um dos processos mais indicativos na formação da atmosfera é a fuga de partículas atmosféricas para o espaço sideral. Como resultado desse fenômeno, a camada de gás do planeta desaparece sob a influência de vários fatores: atração de um satélite ou outro planeta, aumento da temperatura, vento solar, entre outros. Este processo pode ser rastreado mais claramente para planetas com atmosfera de hidrogênio, uma vez que é mais suscetível à influência de fatores externos devido à sua leveza.
Uma equipe internacional, que incluía um funcionário da Universidade Federal da Sibéria (SFU), criou um modelo baseado em dados de mais de 7.000 exoplanetas. Todos eles tinham massas de 1 a 39 massas terrestres, e o hidrogênio predominava em sua atmosfera. Para cada planeta, os cientistas determinaram a intensidade de aquecimento da alta atmosfera sob a ação dos raios X e da radiação ultravioleta da estrela, a densidade do gás atmosférico e a taxa de seu fluxo. Em seguida, os pesquisadores desenvolveram um algoritmo automatizado que foi capaz de calcular de forma independente a dissociação máxima (decaimento de moléculas em átomos), ionização (obtenção de íons carregados de átomos neutros) da atmosfera, a taxa de perda de massa do planeta e o raio de absorção efetivo da radiação (a distância do centro de um corpo celeste sobre o qual absorve a luz das estrelas). Estas são as quantidadesque determinam a natureza da evolução da atmosfera. Todos eles foram apresentados na forma de um grande array de dados, distribuídos de acordo com os principais parâmetros do planeta: massa, raio e intensidade de radiação da estrela. Em seguida, os cientistas usaram a interpolação - um algoritmo matemático que permite estender a dependência encontrada a qualquer valor intermediário necessário dentro dos limites do modelo.
“Nossa grade e rotina de interpolação nos permitem obter rapidamente informações que, de outra forma, levariam dias ou semanas para computar. Isso possibilita utilizar os resultados dos cálculos das taxas de perda de massa no estudo da evolução da atmosfera do planeta em um longo período. Você também pode evitar a necessidade de usar fórmulas aproximadas usadas anteriormente, que podem subestimar ou superestimar uma série de fatores importantes”, afirma um dos autores do trabalho, professor da Universidade Federal Siberiana Nikolay Yerkaev.
