کشف یک سیاره فراخورشیدی عجیب در "بیابان داغ نپتون"

در سال ۲۰۱۸ دانشمندان ناظر بر ماهواره "تس"(TESS)؛ ماهواره‌ای که برای بررسی گذر سیاره‌های فراخورشیدی از مقابل ستاره‌های میزبان خود طراحی شده است، یک سیاره فراخورشیدی غول پیکر موسوم به "TOI-۸۴۹b" را در مدار نزدیک ستاره "TOI-۸۴۹" که تقریباً ۷۳۵ سال نوری از ما فاصله دارد، کشف کردند.

مجله نیچر اخیراً مقاله‌ای را از دانشمندان مرکز سیارات فراخورشیدی و قابل سکونت منتشر کرده است که به تفصیل این سیاره را شرح می‌دهد.

سیاره "TOI-۸۴۹b" تقریباً ۴۰ برابر زمین جرم دارد که این جرم معمولاً نشانگر یک غول گازی است و این سیاره نیز جرمی بین زحل و نپتون دارد. با این حال، شعاع مدار آن نسبت به نپتون کوچک‌تر است، اگرچه بیش از دو برابر نپتون است.

از آنجا که دیدن چنین چیزی در یک دنیای گازی عجیب است، دانشمندان می‌گویند که این سیاره ممکن است روزی یک غول گازی بوده است و اکنون تقریباً به هسته جامد خود رسیده است. فرضیه دیگر این است که ممکن است این سیاره به شکلی بسیار غیرمعمول شکل گرفته باشد که به آن اجازه دهد در وهله اول از تجمع زیاد گاز جلوگیری کند.

ستاره میزبان سیاره "TOI-۸۴۹b" یک کوتوله زرد است که کمی دمای کمتری از خورشید ما دارد، تقریباً دو میلیارد سال از آن مسن‌تر است و تقریباً ۹ دهم آن جرم و شعاع دارد.

سیاره "TOI-۸۴۹b" به ستاره میزبان خود بسیار نزدیک است و دوره مداری آن کمی بیشتر از ۱۸ ساعت است. این بدان معناست که دورترین فاصله آن از ستاره خود تنها ۰.۰۲ واحد نجومی(فاصله معمول بین زمین و خورشید) است. به عنوان مثال و مرجع، سیاره عطارد تقریباً ۲۰ برابر این سیاره یعنی تقریباً در فاصله ۰.۴ واحد نجومی به دور خورشید می‌چرخد.

شعاع، جرم و دوره مداری سیاره "TOI-۸۴۹b" آن را در منطقه‌ای قرار داده است که "بیابان داغ نپتون" نامیده می‌شود. "بیابان داغ نپتون" یک منطقه مداری است که شرایط فیزیکی در آن به گونه‌ای است که به نظر می‌رسد سیاره‌های بزرگ به ندرت در آن شکل می‌گیرند.

نادر بودن این سیارات با جرم زیاد و دوره مداری نزدیک احتمالاً به دلیل ترکیبی از دو فرآیند متاثر از ستاره میزبان است: "فوتوتبخیر"(photoevaporation) و اختلال در جزر و مد.

"فوتوتبخیر" یونیزاسیون گازها و ذرات ناشی از تابش شدید است و باعث پراکندگی آنها می‌شود و نیروی جزر و مدی نیز تفاوت بین نیروی گرانشی در طرف‌های نزدیک و دور یک جرم است که باعث ایجاد اثر کششی می‌شود.

عواملی که به گم شدن گازهای "TOI-۸۴۹b" منجر می‌شوند، می‌توانند شامل هر موردی باشند که انرژی کافی برای از هم پاشیدن و پراکنده کردن جو آن را به فضا ایجاد کند. این بدان معنی است که هرگونه عاملی از برخورد سیاره‌ای، اختلال جزر و مدی و فوتوتبخیر می‌توانسته در این امر دخیل باشد.

از طرف دیگر، این سیاره می‌تواند در زمانی شکل گرفته باشد که گاز بسیار کمی در آن محیز وجود داشته است و شاید به دلیل شکل گیری نسبتاً دیر هنگام نسبت به عمر ستاره میزبان خود یا شکل‌گیری در شکاف موجود در "قرص پیش سیاره‌ای" که تا حد زیادی عاری از گازها است، باشد.

"قرص‌های پیش سیاره‌ای"(protoplanetary disk) توده‌هایی از گرد و غبار و گاز هستند و گونه‌ای قرص پیرا-ستاره‌ای به شمار می‌روند که اغلب حول ستارگان جوان می‌چرخند.

اگرچه ما هنوز جزئیات شکل‌گیری و تاریخ غیرمعمول "TOI-۸۴۹b" را نمی‌دانیم، اما کشف آن سرنخ‌های اخترفیزیکی را در مورد مکانیک شکل‌گیری سیاره‌ای و بینش‌های جدید درباره ترکیب احتمالی هسته‌های غول های گازی ارائه می‌دهد.

منبع: ایسنا

24