Poznato je to da egzoplaneti stižu u raznim veličinama i oblicima, kakve ne susrećemo u našem sustavu, poput malenih plinovitih planeta zajedničkog imena mini-Neptun te kamenitih svjetova koji imaju nekoliko puta veću masu od Zemljine, a nazvani su super-Zemlja.

Astronomi su nedavno otkrili dva slučaja u kojima 'mini-Neptun' gubi atmosferu te se pretvara u super-Zemlju. Uzrok nestanka atmosfere njihova su sunca koja intenzivnom radijacijom doslovno otpuhuju planetarne atmosfere, uzrokujući izbijanje plina sličnog pari koja izlazi iz lonca punog vrele vode. Otkriće pruža uvid u način na koji egzotični svjetovi poput ovih nastaju i evoluiraju te pomaže opisati neobičnu razliku među veličinama planeta otkrivenima u orbitama udaljenih zvijezda.

Mini-Neptun je manja i gušća verzija planeta Neptuna, a pretpostavlja se da se sastoji od velikih kamenitih jezgri okruženih gustim plinovitim omotačem. U najnovijim studijama tim astronoma iskoristio je NASA-in Hubble kako bi promatrao dva mini-Neptuna u kruženju oko zvijezde HD 63433 udaljene 73 svjetlosne godine od Zemlje. Također su iskoristili promatračnicu W. M. Keck na Havajima kako bi proučavali dva mini-Neptuna u sustavu TOI 560 udaljenom 130 svjetlosnih godina od Zemlje.

Rezultati pokazuju da atmosferski plin izlazi iz mini-Neptuna najbližeg zvijezdi TOI 560 pod imenom TOI 560.01, odnosno HD 73583b, kao i onog najudaljenijeg u HD 63433 pod imenom HD 63433c. Ovi se svjetovi, pretpostavljaju znanstvenici, polako pretvaraju u planete koje nazivamo super-Zemlja.

'Većina astronoma pretpostavlja da mladi mini-Neptun ima atmosferu koja isparava', rekao je Michael Zhang, glavni autor studije i student na Caltechu. 'Nitko, doduše, nikad nije pronašao primjer tog procesa - sve dosad', dodao je. Još jedno zanimljivo otkriće to je da plin koji izlazi iz atmosfere putuje prema zvijezdi, umjesto dalje od nje', rekla je Heather Knutson, profesorica planetarne znanosti na Caltechu, Zhangova savjetnica i koautorica studije. 'Još moramo otkriti kako ti odljevi plina funkcioniraju u praksi', rekla je.

Od prvog otkrića egzoplaneta koji kruže oko udaljenih zvijezda sredinom 1990. pronašli smo tisuće drugih - oni kruže bliže svojim zvijezdama te, ako su kameniti, spadaju u dvije skupine - mini-Neptun i super-Zemlja. Super-Zemlja je 1,6 puta veća od Zemlje dok je mini-Neptun oko dva do četiri puta veći od našeg rodnog planeta. Planeti ove vrste ne mogu se pronaći u našem sustavu - štoviše, do danas smo otkrili vrlo mali broj njih s veličinama između ove dvije.

Jedno objašnjenje razlike u veličinama to je da se mini-Neptun pretvara u super-Zemlju. Mini-Neptun je, pretpostavlja se, okružen primordijalnim atmosferama sačinjenima od vodika i helija. Vodik i helij ostaju od formacije centralne zvijezde koja nastaje od zgusnutog plina. Ako se mini-Neptun nađe na dovoljno maloj udaljenosti od zvijezde, X-zrake i ultraljubičasta radijacija raspršit će njihovu atmosferu u idućih nekoliko stotina milijuna godina.

Ostatak ovog procesa bila bi super-Zemlja puno manjeg promjera koja bi, teoretski, trebala zadržati tanku atmosferu sličnu onoj koja okružuje naš planet. Druga teorija o nastanku super-Zemlje glasi da mini-Neptun ne okružuje plin, nego ogromno more. Bez obzira na njihov sastav, najnovije otkriće podržava teoriju da se mini-Neptun pretvara u super-Zemlju.

'Razlog za to što nemamo puno planeta veličine između super-Zemlje i mini-Neptuna je to što, ako se planet nalazi blizu Suncu, izbijanje njegove atmosfere kratko traje - ona je rijetka i zauzima puno prostora, što je idealno za brzu evaporaciju', rekao je Zhang.

Brzina plinova oko planeta TOI 560.01 potvrđuje da on ostaje bez atmosfere, što znači da gravitacija tih planeta nije dovoljno jaka da oko sebe zadrži plin. Količina i raspon smanjenja atmosfere također sugeriraju da je plinovita kukuljica oko TOI 560.01 3.5 puta veća od planetarnog polumjera dok je u slučaju HD 63433c ona veća čak 12 puta. Proučavanje je također dovelo do zaključka da plin iz TOI 560.01 putuje prema zvijezdi, a buduća promatranja mini-Neptuna otkrit će radi li se o anomaliji ili uobičajenom procesu. Otkrića o neobičnim svjetovima opisana su u dva znanstvena rada objavljena u The Astronomical Journalu.