Астрономы создали модель, связывающую скорость, с которой некоторые планеты теряют атмосферу, с различными внешними факторами. Этот алгоритм позволяет предсказать, как будет изменяться толщина атмосферы небесных тел с определенной массой под действием внешних факторов. Работа опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics.

Наблюдения запущенного NASA телескопа Kepler показали огромное разнообразие экзопланет — планет, находящихся вне Солнечной системы. Массы и радиусы большинства из них находятся между аналогичными показателями для Земли и Нептуна (их принято делить на суперземли и мини-нептуны). Большое количество найденных планет этих типов обусловлено тем, что их, в отличие от планет размера Земли, относительно легко обнаружить.

Экзопланеты давно привлекают ученых в качестве моделей для исследования эволюции небесных тел. Данные, полученные при исследовании планет вне Солнечной системы, помогут узнать больше об эволюции Земли. Важную роль в понимании механизмов их образования играют процессы, связанные с созданием атмосферы. К тому же атмосферу экзопланет исследовать гораздо проще, чем их поверхность, о которой зачастую не удается получить никаких данных.

Один из наиболее показательных процессов в формировании атмосферы – убегание атмосферных частиц в космическое пространство. Вследствие этого явления газовая оболочка планеты исчезает под действием разных факторов: притяжения спутника или другой планеты, повышенной температуры, солнечного ветра и прочих. Наиболее явно этот процесс можно проследить для планет с водородной атмосферой, так как она больше всех подвержена влиянию внешних факторов из-за своей легкости.

Международный коллектив, в состав которого вошел сотрудник Сибирского федерального университета (СФУ), создал модель на основе данных о более чем 7000 экзопланет. Все они имели массы от 1 до 39 земных, а в их атмосфере преобладал водород. Для каждой планеты ученые определили интенсивность нагрева верхней части атмосферы под действием рентгеновского и ультрафиолетового излучений звезды, плотность атмосферного газа и скорость его истечения. Затем исследователи разработали автоматизированный алгоритм, который самостоятельно смог рассчитать максимальную диссоциацию (распад молекул на атомы), ионизацию (получение из нейтральных атомов заряженных ионов) атмосферы, скорость потери массы планеты и эффективный радиус поглощения излучения (расстояние от центра небесного тела, на протяжении которого оно поглощает свет звезды). Это те величины, которые определяют характер эволюции атмосферы. Все они были представлены в виде большого массива данных, распределенных по основным параметрам планеты: массе, радиусу и интенсивности излучения звезды. Затем ученые использовали интерполяцию — математический алгоритм, позволяющий распространить найденную зависимость на любое требуемое промежуточное значение в пределах границ модели.

«Наша сетка и процедура интерполяции позволяют быстро получить информацию, которая в противном случае потребовала бы дни или недели для вычисления. Это дает возможность использовать результаты расчетов скоростей потерь массы в исследовании эволюции атмосферы планеты на протяжении длительного периода. Также можно избежать необходимости использовать применявшиеся ранее приближенные формулы, которые могут недооценивать или переоценивать ряд важных факторов», — говорит один из авторов работы, профессор СФУ Николай Еркаев.

Похожие новости

  • 08/12/2017

    Нефтяники СФУ познакомились с европейским опытом нефтепереработки

    ​Расширенный курс лекций "Тяжелые фракции", посвященный переработке тяжелых нефтяных остатков, прочел для магистрантов и аспирантов Института нефти и газа Сибирского федерального университета (СФУ) профессор учебного центра Французского института нефти (Рюэй-Мальмезон, Франция) Серж Леклер, рассказали РИА Новости в пресс-службе СФУ.
    446
  • 13/10/2017

    В Красноярске проходит VI Экологическая конференция «Охрана окружающей среды и промышленная деятельность на Севере»

    ​Состояние окружающей среды в арктических территориях, где ведется активная промышленная деятельность, на сегодняшний день таково, что необходимо срочно найти баланс между дальнейшим промышленным развитием и сохранением экологии, считают участники экологической конференции "Охрана окружающей среды и промышленная деятельность на Севере", которая начала свою работу в Красноярске.
    1229
  • 15/12/2017

    Химики создали новый класс люминофоров для электронной промышленности

    ​Международный коллектив химиков из Китая, России и Японии синтезировал новое кристаллическое вещество на основе оксидов редкоземельных металлов, а также описал его структуру и свойства. Расшифровка рентгенограммы нового соединение установила, что он относится к новому, ранее неизвестному классу.
    752
  • 16/10/2018

    Красноярские физики исследовали сверхбыстрый распад молекулы воды

    ​Ученые из Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из Швеции описали распад молекулы воды при воздействии на нее рентгеновского излучения. Полученные данные в дальнейшем можно использовать для создания материалов с заданными свойствами, сообщила пресс-служба СФУ.
    176
  • 22/03/2017

    Алтайский государственный университет – участник Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды

    В начале 2017 года Алтайский государственный университет подписал Соглашение о создании консорциума – Сибирской сети по изучению изменений окружающей среды (SecNET), среди участников которого – 10 ведущих научных и образовательных центров Сибири: Национальный исследовательский Томский государственный университет, Югорский государственный университет, Институт водных и экологических систем СО РАН, Институт биологических систем криолитозоны СО РАН (Якутск), Северо-Восточный федеральный университета им.
    1167
  • 24/05/2017

    Новосибирские ученые смоделировали вулканические процессы

    ​Процессы, проходящие в недрах Земли в областях активного вулканизма и сейсмичности, исследованы даже менее детально, чем космос или глубины океана. Их можно установить только при изучении обломков глубинных пород, вынесенных лавами при вулканических извержениях.
    910
  • 16/01/2018

    Российские физики обнаружили у жидких кристаллов эффект памяти

    ​Сотрудники физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова совместно с российскими и зарубежными коллегами обнаружили эффект памяти в жидких кристаллах под действием сильных электрических полей. Результаты исследования были опубликованы в журнале Scientific Reports.
    874
  • 06/09/2016

    В Красноярске откроют крупнейший в стране научный металлургический центр

    ​В Красноярске на базе СФУ откроется один из крупнейших научно-технологических центров по изучению и контролю минерального сырья. 5 сентября, проект образовательного центра представили спикеру Заксобрания, президенту СФУ Александру Уссу.
    913
  • 01/11/2017

    СФУ и Университет Барселоны запустили учебную программу по экомониторингу

    ​Институт экологии и географии Сибирского федерального университета (ИЭиГ СФУ) запустил новую магистерскую программу по подготовке специалистов в области экологии и природопользования "Экологический мониторинг" с двуязычным русско-английским учебным модулем, разработанным совместно с преподавателями Университета Барселоны, сообщили РИА Новости в пресс-службе СФУ.
    741
  • 22/08/2017

    Иркутские астрономы участвовали в наблюдениях «Великого американского затмения»

    21 августа, в понедельник (в ночь на 22 августа - по ирк.времени), состоялось так называемое Великое американское затмение. Впервые с 1776 года, когда были образованы Соединённые Штаты, в полной фазе его было видно только на территории США.
    908