Trots det faktum att i vårt solsystem inte finns några gasplaneter med en tunn atmosfär av helium visar observationer av Spitzer rymdteleskopet att i galaktisk skala är sådana fenomen inte alls sällsynta.
Enligt en forskare från NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena och författaren till den motsvarande artikeln i Astronomical Journal Renu Hu: "Det finns inga planeter av den här typen runt vår sol, men det verkar för oss att sådana rymdkroppar är vanliga bland andra solsystem."
Under sökandet efter exoplaneter från en speciell klass, även känd som "Warm Neptunes", kom Renu Hu till sin slutsats att atmosfären i dessa världar under påverkan av strålning helt skulle kunna förlora väte och lämna tungare helium över ytan.
Storleken på sådana varma Neptunes överstiger inte dimensionerna för den eponymiska "isjätten". Men i motsats till dessa exoplaneter består atmosfären av den blå stjärnan huvudsakligen av väte. Neptun och Uranus kallas ofta isplaneter på grund av den stora mängd isiga ämnen, som vatten, metan och ammoniak, som ingår i dem. På grund av närheten till röda heta stjärnor är kompositionen av den varma Neptunen radikalt annorlunda än planetenes sammansättning närmast oss. Först och främst uttrycks detta av brist på väte i atmosfären.
"Vätgas är fyra gånger ljusare än helium, och under påverkan av en stark solvind kan den långsamt försvinna från planetens atmosfär", säger Hu. "Som ett resultat av denna process, som tar mer än 10 miljarder år, ökar koncentrationen i heliumatmosfären betydligt."
Denna upptäckt var resultatet av att observera objektet GJ 436b - varma Neptunus 33 ljusår från jorden - med hjälp av Spitzer-teleskopet. Under studien av strålningen på planeten upptäcktes det att det praktiskt taget inte finns någon metan i sin atmosfär.
Vår Neptun innehåller mycket metan, som absorberar det röda spektrumets ljus. Detta ger planeten en igenkännbar ljusblå nyans. På GJ 436b är det i sin tur ingen metan, även om kolet överskrids. Eftersom metan (CH4) består av kol och väte, kan dess frånvaro förklaras av bristen på ett av elementen, i detta fall väte.
I stället för att kontakta väte reagerar kol med syre. Som ett resultat är exoplanets atmosfär berikad med karbonatoxider - CO och CO2. Detta faktum indikerar närvaron i kompositionen av gasskalet av sådana planeter med en stor mängd helium - det näst mest rikliga elementet i universum. Till stöd för denna teori upptäckte Spitzer-teleskopet spår av motsvarande kemiska föreningar i emissionsspektrumet av GJ 436b. Varma Neptunes ska se annorlunda ut än isjätten i vårt system. De är mer bleka och gråa, de har inte en droppe av den azurblå skönhet som är karakteristisk för Neptunus.
Hittills har forskare inte kunnat upptäcka direkt bevis på förekomst av helium i exoplanets atmosfär. Forskare har stora förhoppningar om det nya NASA-teleskopet "James Webb". De hoppas kunna använda den för att söka efter andra varma Neptunes för att utforska dessa konstiga kroppar mer detaljerat.
"Varje planet som du kan föreställa dig kan existera någonstans i universums utbredningar", säger Sara Seager, medförfattare till artikeln. "Planeterna är så olika i storlek och massa att nästan vilken konfiguration som helst som uppfyller fysikens och kemilagen kan detekteras."
