Az első exobolygó felfedezése óta eltelt 30 évben a csillagászok rájöttek, hogy a galaxisunkban található legelterjedtebb bolygók nem hasonlítanak a Naprendszert benépesítő planétákra. Az egyik különösen gyakorinak látszó bolygótípus, a szub-Neptunusz elő sem fordul a mi kozmikus szomszédságunkban. Ahogy a nevük is mutatja, ezek a világok valamivel kisebbek a Neptunusznál, de nagyobbak a Földnél, és mindenképpen nagyobbak annál, amit egy kőzetbolygótól várnánk.
A szub-Neptunuszok összetétele és kialakulásuk rejtélye folyamatos vizsgálat tárgya. Lehetséges, hogy nagyrészt kőzet alkotja őket, felszínükön pedig ritka légkör található; de az is elképzelhető, hogy folyékonyak, és tömegük nagy részét a sűrű, gőzös légkör teszi ki. A kutatók szerint a legtöbb esetben a felszínükön lévő, állandó magmaóceán táplálhatja ezekben a furcsa planétákban a nagy nyomást és hőmérsékletet.
A feltételezés, mely szerint nincs szilárd felszín, amelyen állni lehetne, befolyásolja a bolygók lehűléséről és fejlődéséről alkotott modelljeinket. A Marylandi Egyetem munkatársa, Bodie Breza által vezetett új kutatás rámutatott, hogy ez a feltevés nem mindig helytálló.
A magmaóceánról szóló elmélet teszteléséhez a kutatócsoport több százezer lehetséges exobolygó-magon és –légkörön végzett szimulációkat. Mindegyik szimulációban kis módosítást végeztek, például a felszíni hőmérsékleten vagy a bolygó teljes tömegén, azután ellenőrizték, hogy a hőmérséklet- és a nyomás a planéta felszínén szilárd vagy folyékony halmazállapotú kőzeteket enged-e meg.
Meglepő módon a kutatók azt találták, hogy a modellek nagyjából harmadánál a felszínen szilárd kőzet található, nem magma. A magma megszilárdulása és a szilárd héj kialakulása a vizsgálatok szerint két különböző módon történhet: először is, ha a felszíni hőmérséklet elég alacsonyra süllyed, a magma egyszerűen megszilárdul. A második lehetőség sokkal érdekesebb: a kutatók szerint egy bolygón akkor is eltűnhet a magmaóceán, ha a légköre elég nehéz ahhoz, hogy a felszíni nyomást a szilárd-folyékony halmazállapoti küszöbérték fölé emelje.
Ez utóbbi eredmény főként a James Webb-űrtávcső legújabb megfigyeléseinek fényében érdekes, amelyek szerint sok szub-Neptunusz rendelkezik sűrű légkörrel. Az új modellek arra utalnak, hogy ezeknek a világoknak szilárd felszínük lehet, így az összetételükkel foglalkozó modelleket az új eredményeknek megfelelően módosítani kell. Ebben a korai szakaszban, amikor a csillagászok még mindig ezeknek a furcsa világoknak a legalapvetőbb tulajdonságait próbálják megfejteni, az ilyen kutatások bizonyítják, hogy a fejlett elméleti modellek segítségünkre lehetnek a legújabb megfigyelések értelmezésében.
Forrás: https://aasnova.org/2025/11/05/standing-on-a-sub-neptune/
Az eredményekről beszámoló szakcikk: https://doi.org/10.3847/2041-8213/ae0c07
Szerző: Ujhelyi Borbála, Kutatási asszisztens
CSFK Konkoly-Thege Miklós Csillagászati Intézet