کشف یک "نپتون فوق داغ" برای اولین بار

تحقیقات قبلی نشان می‌داد که در هر ۲۰۰ ستاره شبیه به خورشید، تنها یک ستاره وجود دارد که یک سیاره به دور آن می‌چرخد که مدار آن کمتر از یک روز زمینی است. این در حالی است که کمی بیش از ۳۶۵ روز طول می‌کشد تا سیاره زمین خورشید را دور بزند و سیاره عطارد که نزدیکترین سیاره به خورشید ما است، برای اتمام سال خود به کمتر از ۸۸ روز زمینی فرصت نیاز دارد. بنابراین ستاره شناسان این جهان‌ها را "سیارات دوره بسیار کوتاه مدت" می‌نامند.

همه سیارات "دوره بسیار کوتاه مدت" که قبلاً شناسایی شده بودند؛ یا سیاره‌های سنگی کمتر از دو برابر عرض زمین بودند یا اصطلاحاً "مشتری‌های داغ" بودند که غول‌های گازی با اندازه بیش از ۱۰ برابر قطر زمین هستند. به طرز مرموزی دانشمندان بسیاری از سیارات دوره بسیار کوتاه مدت با اندازه متوسط ​​را تاکنون نیافته بودند، یعنی پدیده‌ای که "صحرای داغ نپتون" نامیده می‌شود، زیرا "نپتون" از نظر اندازه بین زمین و مشتری قرار دارد.

اکنون دانشمندان یک سیاره فراخورشیدی را کشف کرده‌اند که درست در "صحرای داغ نپتون" قرار دارد، اما این سیاره بسیار داغ‌تر از هر نپتون داغی است که تاکنون کشف شده است، یعنی به اندازه‌ای که محققان بتوانند آن را "فوق داغ" بنامند.

ستاره شناسان از "ماهواره نقشه بردار فراخورشیدی گذران" ناسا ملقب به "تس"(TESS) برای تجزیه و تحلیل این ستاره درخشان و شبیه به خورشید موسوم به "LTT ۹۷۷۹" استفاده کردند که در فاصله ۲۶۰ سال نوری از زمین قرار دارد. مشاهدات بعدی با سایر تلسکوپ‌ها به تأیید وجود یک سیاره فراخورشیدی در اطراف این ستاره کمک کرد. این جهان تازه کشف شده "LTT ۹۷۷۹ b" لقب گرفته است و حدود ۴.۷ برابر زمین، قطر و ۲۹ برابر زمین، جرم دارد.

سیاره "LTT ۹۷۷۹ b" تقریباً هر ۱۹ ساعت به دور ستاره خود می‌چرخد و حدود ۲۳ برابر مریخ به خورشید خود نزدیک می‌شود که باعث می‌شود ستاره میزبان آن این سیاره را تا دمای ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد گرم کند.

در مقاله‌ای که این یافته را گزارش داده است، دانشمندان استدلال کردند که این سیاره فراخورشیدی فقط یک "نپتون داغ" نیست، بلکه یک "نپتون فوق داغ" است.

ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران(که به اختصار "تس"(TESS) نامیده می‌شود، یک تلسکوپ فضایی ساخت ناسا است که ۱۹ آوریل سال ۲۰۱۸ میلادی به فضا پرتاب شد. هدف "تس" به عنوان ادامه برنامه کاوشگران، جستجوی سیاره‌های فراخورشیدی بیشتر در فضایی ۴۰۰ برابر پوشش مأموریت "کپلر" با استفاده از روش گذر است که در کهکشان‌های دیگر به‌ ویژه در مدار ستاره‌های پر نور اطراف خودشان در فاصله‌ای که امکان حیات در آن وجود داشته باشد، قرار دارند. در مقایسه با حدود ۳۸۰۰ سیاره فراخورشیدی که تاکنون پیدا شده٬ انتظار می‌رود که این فضاپیما موفق به پیدا کردن بیش از ۲۰ هزار سیاره دیگر شود.

هدف مأموریت "تس"  در مرحله نخست تمرکز بر درخشان‌ترین ستارگان نزدیک به زمین برای بررسی آثار گذر سیاره‌های فراخورشیدی در پیرامون آنها در طول دو سال است. پروژه TESS از مجموعه‌ای از دوربین‌های گسترده برای انجام یک بررسی همه‌جانبه استفاده می‌کند و با استفاده از  آن می‌توان توده، اندازه، تراکم و مدار یک گروه بزرگ از سیارات کوچک، از جمله نمونه‌ای از دنیای سنگی در مناطق قابل سکونت ستارگان میزبان مطالعه شود.

"تس" همچنین اهداف اولیه را برای تسلط بیشتر توسط تلسکوپ فضایی "جیمز وب" و دیگر تلسکوپ‌های فضایی و زمینی در آینده ارائه خواهد داد.

"جیمز جنکینز" نویسنده اصلی این تحقیق که یک ستاره شناس از دانشگاه شیلی در لاس کاندز است گفت: دمای فوق داغ در "LTT ۹۷۷۹ b" می تواند مولکول ها را به عناصر تشکیل دهنده آنها تجزیه کرده و فلزات را در جو آن یونیزه کند. این بدان معناست که جو آن می‌تواند بسیار متفاوت از سیارات داغ باشد که آنها را برای دانشمندان در آزمایشگاه های شیمی سیارات مهیج می‌کند.

تراکم متوسط این ​​سیاره فراخورشیدی جدید شبیه به نپتون است. محققان اظهار داشتند که بعید به نظر می‌رسد که "LTT ۹۷۷۹ b" از سنگ خالص یا آب خالص ساخته شده باشد، در عوض آنها یک هسته جامد را تصور کردند که توسط جو هیدروژن و هلیوم احاطه شده است.

"جنکینز" گفت: به طرز مرموزی به نظر می‌رسد که "LTT ۹۷۷۹ b" دارای جو ضخیمی است که تقریباً ۱۰ درصد از جرم آن را تشکیل می‌دهد.

وی افزود: انتظار می‌رفت که "نپتون‌های فوق داغ" بسیار زود جو خود را به دلیل تابش پرانرژی که از خورشید خود دریافت می‌کنند، از دست بدهند. بنابراین ما برای این سیاره باید در مورد سناریوهای شکل گیری عجیب و غریبی فکر کنیم.

وی ادامه داد: یک توضیح ممکن برای جو غلیظ و ضخیم این نپتون فوق داغ این است که این سیاره در ابتدا بسیار بزرگتر بوده و شاید یک غول گازی مانند مشتری بوده است که بیش از حد به ستاره خود نزدیک شده است. در این سناریو، گرانش ستاره بسیاری از جو سیاره را از بین می برد و بعد از اینکه مقدار زیادی از جرم خود را بدین واسطه از دست داد، ممکن است کمی از ستاره خود دور شده باشد و در نهایت با جرمی نزدیک به نپتون در جایگاه فعلی خود قرار گرفته باشد.

"جنکینز" و همکارانش در آینده نوری را که از جو این سیاره فراخورشیدی عبور می‌کند برای جستجوی اینکه چه عناصری در جو آن موجود است، درجه حرارت اطراف این سیاره چقدر است و اینکه این سیاره ابر دارد یا نه تجزیه و تحلیل خواهند کرد.

"جنکینز" افزود: ماهیت نسبتاً درخشان ستاره میزبان آن بدان معنی است که ما می‌توانیم از ابزارهای زمینی و فضایی برای بررسی دقیق جزئیات این سیاره استفاده کنیم. این بدان معناست که ما در آینده نزدیک، چیزهای بیشتری در مورد این سیاره خواهیم یافت.

دانشمندان یافته های خود را در مجله Nature Astronomy شرح داده اند.