سیارات “کوچک شدن” باورنکردنی می تواند حلقه مفقوده بین دنیاها باشد

سیارات “کوچک شدن” باورنکردنی می تواند حلقه مفقوده بین دنیاها باشد

به نظر می رسد کشف سیارات فراخورشیدی متعددی که به نظر می رسد در حال کوچک شدن هستند، یک “حلقه گمشده” را در تکامل سیاره ای حل کند.

چهار مینی نپتون در مجاورت ستارگان خود پیدا شده اند که اتمسفر خود را در یک نقطه نشت می کنند. نرخ مطابق با زیان کل نهایی این نشان می دهد که این دنیاها در نهایت به سیارات زمینی و تقریباً به اندازه زمین کوچک می شوند – و علاوه بر این، تقصیر ستارگان آنهاست که این کار را می کنند.

 

اگرچه دانشمندان مدت‌ها فکر می‌کردند که این دو نوع سیاره فراخورشیدی به هم مرتبط هستند، مسیری که مینی‌نپتون‌ها جو خود را از دست دادند ناشناخته بود.

در حالی که مکانیسم‌های دیگر ممکن است هنوز وجود داشته باشد. جهان‌های در حال کوچک شدن تازه شناسایی‌شده نشان می‌دهند که برهنه شدن از طریق تابش ستاره‌ای پیشرو است.

کهکشان راه شیری مکانی بزرگ و متنوع است و انواع زیادی از سیارات فراخورشیدی وجود دارند که تاکنون وجود داشته‌اند. تا به امروز شناسایی شده اند که با آنچه در منظومه شمسی خودمان می یابیم بسیار متفاوت هستند. یکی از آنها مینی-نپتون است –  رایج ترین نوع دنیایی که توسط ماموریت کپلر شناسایی شد، اما به طور مشخص در گوشه کوچک خودمان کهکشان وجود ندارد.

اینها دنیاهایی هستند که جرم بیشتری از زمین و جرم کمتری نسبت به نپتون دارند، اما هنوز در یک نپتون پوشیده شده اند- مانند جو غلیظی از هیدروژن و هلیوم. جالب اینجاست که به نظر می‌رسد این سیارات فراخورشیدی کمتر از دو برابر شعاع زمین نیستند.

Super-Earths در دسته بعدی قرار دارند، سیارات فراخورشیدی که بین ۱ تا ۱.۵ برابر شعاع زمین هستند. بین ۱.۵ و ۲ شعاع زمین، شکاف عجیبی وجود دارد که در آن سیارات فراخورشیدی بسیار کمیاب هستند. این به عنوان شعاع شکاف سیاره کوچک.

 

دانشمندان معتقدند که این شکاف به این دلیل وجود دارد که بالاتر از حد معین حد بحرانی، سیارات فراخورشیدی جرم کافی برای حفظ جو اولیه قابل توجهی دارند که اندازه آنها را باد می کند و آنها را در کلاس مینی نپتون ها قرار می دهد. از سوی دیگر، ابر زمین‌ها جرم کافی ندارند، و یا جو اولیه خود را از دست داده‌اند، یا هرگز آن را برای شروع نداشته‌اند.

سوال بعدی این است که آیا این سیارات فراخورشیدی با سیارات ازلی آغاز شده‌اند یا خیر. اتمسفرها، چگونه گم شدند؟

یک مسیر بالقوه، به نام از دست دادن جرم با نیروی هسته، گرمای داخلی ناشی از تشکیل سیاره است، که در آن انرژی پیوند گرانشی به گرما تبدیل می شود که جو اولیه را به بیرون پرتاب می کند. دیگری تبخیر نوری نام دارد که در آن پرتوهای شدید اشعه ایکس و فرابنفش ستاره جوان جو سیاره فراخورشیدی را از بین می‌برد.

تعیین اینکه کدام یک از این سناریوها منجر به تبدیل نپتون‌های کوچک به ابرزمین‌ها می‌شود، مستلزم مشاهده است. نشت سیارات فراخورشیدی، و تعیین سرعت از دست دادن جرم آنها.

این ما را به مقاله جدیدی بازمی گرداند، از تیمی از محققان به سرپرستی ستاره شناس مایکل ژانگ از موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech). آنها از طیف‌سنجی برای مطالعه اتمسفر چهار مینی نپتون جوان که در اطراف ستاره‌های کوتوله نارنجی در حال چرخش بودند، استفاده کردند. سرعت نشت هلیوم این سیارات فراخورشیدی به فضا.

 

این چهار مینی نپتون شامل یکی به نام TOI 560b که شعاع آن ۲.۸ برابر شعاع زمین است که تجزیه و تحلیل آن توسط ژانگ و همکارانش منتشر شده است اوایل امسال.

سه مورد دیگر جدید هستند: TOI 1430.01، با اندازه ۲.۱ برابر زمین. TOI 1683.01، در اندازه ۲.۳ برابر زمین؛ و TOI 2076b، با اندازه ۲.۵۲ برابر زمین.

تیم تحقیقاتی دریافتند که هر چهار سیاره دارای خروجی قابل توجهی هلیوم بودند، با سرعتی که با تبخیر نوری سازگار بود، نه از دست دادن جرم توسط هسته. به علاوه، این میزان تلفات برای از بین بردن اتمسفر این سیارات فراخورشیدی تنها در چند صد میلیون سال کافی است – این یک مقیاس زمانی بسیار کوتاه در زمینه‌های کیهانی است.

این تیم می‌گوید یافته‌های آنها نشان می‌دهد که بیشتر نپتون‌های کوچکی که به دور ستاره‌های خورشید مانند می‌چرخند، احتمالاً به ابر زمین‌ها تبدیل می‌شوند و این کار را از طریق تبخیر نوری انجام می‌دهند.

“ما نتیجه می‌گیریم که بسیاری از این سیارات، اگر نه همه، پوشش‌های غنی از هیدروژن خود را از دست خواهند داد. ژانگ و همکارانش در مقاله خود می نویسند، که در انتظار بررسی همتا.

“نتایج ما نشان می دهد که اکثر مینی نپتون هایی که به دور ستاره های خورشید مانند می گردند اتمسفرهای اولیه، و این که تبخیر نوری مکانیزمی کارآمد برای از بین بردن این جوها و تبدیل این سیارات به ابر زمین ها است.”

این تحقیق به The Astronomical Journa ارسال شده است. l، و در arXiv در دسترس است.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.