Les "super-enflées" (en anglais super-puffs), ces planètes à faible masse et à grande taille, se sont révélées intrigantes et ont remis en question nos modèles de formation et d'évolution planétaires. Ces objets possèdent une proportion élevée d'hydrogène et d'hélium, ce qui expliquerait leur taille impressionnante. Cependant, cette même composition les rend vulnérables à une évasion rapide de leur atmosphère. Cela soulève des interrogations sur la manière dont ces planètes peuvent maintenir leur atmosphère sur le long terme. Des recherches récentes montrent que, pour correspondre à leur rayon observé, ces planètes devraient en réalité contenir 50 % moins de masse en hydrogène et hélium que ce qu'on pensait auparavant, en tenant compte du rôle des atmosphères radiatives et de la chaleur interne générée par leur noyau rocheux et métallique.
Une nouvelle analyse des mécanismes d'évasion atmosphérique a révélé que les études précédentes sur la perte de masse des sub-Neptunes ont peut-être surestimé cette perte. Cela s'explique par le fait que les lois de mise à l'échelle qui fonctionnent bien à faible gravité diffèrent considérablement des régimes d'énergie souvent utilisés. Les chercheurs ont introduit un nouveau régime, appelé évaporation photochimique médiée par l'énergie thermique, qui révèle que la conversion de l'énergie thermique joue un rôle crucial dans le taux de perte de masse des planètes super-enflées. Grâce à cette compréhension, il semble que ces planètes soient plus résistantes à la perte de masse qu'on ne le pensait, ce qui modifie notre perception de leur longévité et de leur évolution.
À partir de ces travaux, les scientifiques ont développé un modèle d'évolution couplé qui intègre ce nouveau cadre d'évolution thermique avec un modèle hydrodynamique d'évaporation photochimique. En appliquant ce modèle à des super-enflées observées ainsi qu'à de jeunes planètes peu denses, ils ont constaté que les caractéristiques de ces corps célestes, notamment leur masse, leur taille et leur pression de transit, sont conformes aux prévisions tant pour une atmosphère claire que pour une atmosphère brumeuse. Cela suggère que les super-enflées ont subit un mélange d'érosion atmosphérique et de perte de masse photoévaporative, avec un processus de bouillonnement dominant ces phénomènes. Il est également noté que les planètes à faible densité possèdent typiquement une enveloppe convective épaisse et une atmosphère radiative importante, ce qui explique leurs grandes tailles. Pour que cela soit possible, ces planètes doivent se situer dans une gamme de masse intermédiaire de 5 à 10 fois la masse de la Terre et recevoir un ensoleillement stellaire modeste, favorisant ainsi les étoiles de type FG par rapport aux naines rouges.
Retrouvez l'article scientifique au complet (en anglais) ici : Understanding the Origins of Super-Puff Planets: A New Mass-Loss Regime Coupled to Planetary Evolution
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