Ilgą laiką manyta, kad smūgių metu įkaitusi planeta greičiausiai praranda pirminę, vandeniliu turtingą atmosferą. Tačiau smūgis ne tik įkaitina planetą, bet ir padidina jos masę, o kartu ir gravitaciją, kuri laiko atmosferą. Kuris iš šių efektų svarbesnis, iki šiol buvo neaišku.
Su tuo susijęs ir kitas egzoplanetų mokslo galvosūkis: kodėl gamtoje taip gausu dviejų tipų planetų – šiek tiek už Žemę didesnių superžemių be pirminės atmosferos ir dar didesnių subneptūnų, kurie tokią atmosferą turi. Dabar mokslininkai parodė, kad milžiniški smūgiai dažniau padeda atmosferą išlaikyti, ir kartu paaiškino tikėtinus superžemių bei subneptūnų skirtumus.
Tyrimo autoriai skaitmeniškai sumodeliavo uolinių planetų raidą po didžiausio susidūrimo, kurį jos patyrė jau išnykus diskui, vienu metu įskaitydami ir gravitacinio ryšio energijos padidėjimą, ir mantijos įkaitimą.
Susiję straipsniai
Gravitacinio ryšio energiją sustiprina visa prisijungusi masė, o štai mantiją kaitina tik dalis smūgio energijos. Daug energijos sunaudojama mantijos lydymui, o atsitrenkusio kūno metalinis branduolys, grimztantis į gelmes, mantijai perduoda mažai šilumos ir lieka įkaitęs giliai planetos viduje. Todėl gravitacinio ryšio energija padidėja labiau nei mantijos šiluminė energija, ir planeta po smūgio kaip tik geriau išlaiko atmosferą.
Taigi, galima daryti išvadą, kad didesni, atmosferą turintys subneptūnai dažniausiai susiformuoja per susidūrimus. Mažesnės planetos, nepatyrusios tokių smūgių, ilgainiui praranda pirmines atmosferas veikiamos žvaigždės spinduliuotės ir tampa superžemėmis.
Modelis pateikia ir patikrinamą prognozę: subneptūnų uoliniai branduoliai vidutiniškai turėtų būti masyvesni nei superžemių. Autorių teigimu, tai apverčia dešimtmečius vyravusį požiūrį, kad milžiniški smūgiai beveik visada nupučia atmosferą, ir rodo, kad jie gali būti svarbi subneptūnų formavimosi eigos grandis.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Nature Astronomy“.