Kaasukääpiö

Kaasukääpiö tai mini-Neptunus on Neptunusta pienempi planeetta, jolla on ympärillään vetykaasukehä. Kaasukääpiö on yleisnimitys mille tahansa noin 2–10 Maan massaiselle planeetalle, jolla on ympärillään paksu vetykaasukehä. Jos kaasukääpiön sisäinen rakenne muistuttaa huomattavasti Neptunusta, kyseessä on mini-Neptunus.

Teoriaa 

Kaasukääpiö on ikään kuin pieni jättiläisplaneetta. Jättiläisplaneettojen yleisimmät kaasut ovat vety ja helium. Maan tyyppinen planeetta kykenee vetovoimallaan pitämään heliumia, jos sen massa on noin 1,5 Maan massaa ja säde noin 1,25 Maan sädettä. 3,5 Maan massainen supermaapallo
kykenisi noin 1,5 Maan säteisenä pitämään vetyä.

Kaasukääpiö ja mini-Neptunus 

Kaasukääpiöllä ja mini-Neptunuksella on paksu enimmäkseen vedystä ja heliumista koostuvat kaasukehä.

Toisin kuin esimerkiksi supermaapallot, kaasukääpiöt lienevät elinkelvottomia, mutta niillä saattaa olla suuria elinkelpoisia kuita. Kaasukääpiön elinkelvottomuus johtuu hengityskelvottomasta kaasukehästä.

Kaasukääpiön sisäinen rakenne on moninainen sisältäen vaihtelevia määriä rautaa, silikaattia, hiiltä, jäätä, vettä tai muuta nestettä kaasukehän kaasujen lisäksi. Tyypillisellä mini-Neptunuksella on luultavasti kaasukehän alla meri (vesi, ammoniakki jne.), sen alla jäätä ja sisinnä kiviydin niin kuin Neptunuksellakin lienee.

Mini-Neptunus 

Yleensä kaasukääpiö on Uranuksen ja Neptunuksen tyyppisten ”jääjättiläisten” pienempi malli, "mini-Neptunus". Näiden uskotaan olevan melko yleisiä eksoplaneettojen joukossa, vaikkei niitä ole aurinkokunnassamme.

Mini-Neptunukset muistuttavat supermaapalloja massaltaan, mutta mini-Neptunuksilla on pieni tiheys keveän kaasu-jää-nesterakenteen takia.

Eräiden arvioiden mukaan on noin 2–4 Maan säteinen ja 2–20 Maan massainen planeetta, joidenkin lähteiden mukaan massan yläraja olisi 10–14 Maan massaa.

Monet havainnot ja laskelmat viittaavat siihen, että mini-neptunuksen säteen alaraja on 1,6 Maan sädettä ja massan alaraja 6 Maan massaa.

Kaasu karkaa 

Jotta kaasukääpiön kaasukehä pysyisi, planeetan on oltava melko kaukana keskustähdestään. Näin koska lähellä keskustähteä kuumassa vetykaasukehä karkaa helposti avaruuteen. Tällöin kaasukääpiö muuttuu esim. valtameriplaneetaksi tai rautasilikaattipitoiseksi supermaaksi. Silloin toisaalta monet väitetyt supermaapallot ovatkin ehkä mini-Neptunuksia.

Havaittuja mini-Neptunuksia?

Mm. Kepler-11f:ää pidetään todennäköisenä mini-Neptunuksena. Kepler-11f on keskimäärin yhtä harva kuin jättiläisplaneetat, mutta sen massa on pieni.
Kohteen massa on 1,1–4,5 Maan massaa, keskimäärin 2,3 maan massaa ja säde 2,6 maan sädettä. Silloin kohteen tiheys on 0,3–1,4 g/cm3, keskimäärin 0,7 g/cm3 mikä on sama kuin Saturnuksen. Tämä kohde kiertää Aurinkoa muistuttavaa keskustähteä 0,25 AU päässä siitä ja tällöin planeetan arvioitu pintalämpötila on 525–544 K eli noin 270 astetta. Planeetta on silloin Merkuriusta kuumempi. Laskujen perusteella oletetaan, että tällä eksoplaneetalla on paljon kaasua ympärillään. Tällöin planeetan kaasua melko varmasti karkaa avaruuteen.

Lähteet

Aiheesta muualla

Super-Earths or Mini-Neptunes? (Astrobites.com)
Six New Planets: Mini-Neptunes Found Around Sunlike Star (National Geographic)

 Planeettatyypit