Astronomové vytvořili model spojující rychlost, jakou některé planety ztrácí svou atmosféru s různými vnějšími faktory. Tento algoritmus umožňuje předpovídat, jak se vlivem vnějších faktorů mění tloušťka atmosféry nebeských těles s určitou hmotou. Práce byla publikována v časopise Astronomy & Astrophysics.
Pozorování z Keplerova dalekohledu NASA odhalila obrovské množství exoplanet - planet mimo sluneční soustavu. Masy a poloměry většiny z nich jsou mezi těmi pro Zemi a Neptun (obvykle se dělí na super-Země a mini-Neptun). Velký počet nalezených planet těchto typů je způsoben skutečností, že na rozdíl od planet planet o velikosti Země je lze snadno detekovat.
Exoplanety dlouho přitahovaly vědce jako modely pro studium vývoje nebeských těl. Data získaná ze studia planet mimo sluneční soustavu pomohou dozvědět se více o vývoji Země. Procesy spojené s vytvářením atmosféry hrají důležitou roli při pochopení mechanismů jejich formování. Atmosféra exoplanet je navíc mnohem snazší studovat než jejich povrch, o kterém je často nemožné získat žádná data.
Jedním z nejindikativnějších procesů tvorby atmosféry je únik atmosférických částic do vesmíru. V důsledku tohoto jevu plynová skořápka planety mizí pod vlivem různých faktorů: přitažlivost satelitu nebo jiné planety, zvýšená teplota, sluneční vítr a další. Tento proces lze nejjasněji vysledovat pro planety s vodíkovou atmosférou, protože je díky své lehkosti nejvíce citlivý na vliv vnějších faktorů.
Mezinárodní tým, který zahrnoval zaměstnance Sibiřské federální univerzity (SFU), vytvořil model založený na datech na více než 7 000 exoplanetách. Všichni měli hmotnosti od 1 do 39 pozemských hmot a v jejich atmosféře převládal vodík. Vědci určili pro každou planetu intenzitu zahřívání horní atmosféry působením rentgenového a ultrafialového záření z hvězdy, hustotu atmosférického plynu a rychlost jeho výtoku. Poté vědci vyvinuli automatizovaný algoritmus, který byl schopen samostatně vypočítat maximální disociaci (rozpad molekul na atomy), ionizaci (získávání nabitých iontů z neutrálních atomů) atmosféry, rychlost ztráty hmoty planety a efektivní absorpční poloměr záření (vzdálenost od středu nebeského těla, nad níž se nachází absorbuje hvězdné světlo). Toto jsou množstvíkteré určují povahu vývoje atmosféry. Všechny byly prezentovány ve formě velkého datového pole, distribuovaného podle hlavních parametrů planety: hmotnosti, poloměru a intenzity záření hvězdy. Vědci pak použili interpolaci - matematický algoritmus, který vám umožní rozšířit zjištěnou závislost na jakoukoli požadovanou mezilehlou hodnotu v rámci hranice modelu.
„Naše mřížka a interpolační rutina nám umožňují rychle získat informace, které by jinak počítaly dny nebo týdny. To umožňuje použít výsledky výpočtů míry úbytku hmoty při studiu vývoje atmosféry planety po dlouhou dobu. Také se můžete vyhnout potřebě použít dříve používané přibližné vzorce, které mohou podceňovat nebo přeceňovat řadu důležitých faktorů, “říká jeden z autorů práce, profesor Sibiřské federální univerzity Nikolaj Jerevev.