کشف یک "نپتون فوق داغ" برای اولین بار

تحقيقات قبلي نشان مي‌داد که در هر ۲۰۰ ستاره شبيه به خورشيد، تنها يک ستاره وجود دارد که يک سياره به دور آن مي‌چرخد که مدار آن کمتر از يک روز زميني است. اين در حالي است که کمي بيش از ۳۶۵ روز طول مي‌کشد تا سياره زمين خورشيد را دور بزند و سياره عطارد که نزديکترين سياره به خورشيد ما است، براي اتمام سال خود به کمتر از ۸۸ روز زميني فرصت نياز دارد. بنابراين ستاره شناسان اين جهان‌ها را "سيارات دوره بسيار کوتاه مدت" مي‌نامند.

همه سيارات "دوره بسيار کوتاه مدت" که قبلاً شناسايي شده بودند؛ يا سياره‌هاي سنگي کمتر از دو برابر عرض زمين بودند يا اصطلاحاً "مشتري‌هاي داغ" بودند که غول‌هاي گازي با اندازه بيش از ۱۰ برابر قطر زمين هستند. به طرز مرموزي دانشمندان بسياري از سيارات دوره بسيار کوتاه مدت با اندازه متوسط ​​را تاکنون نيافته بودند، يعني پديده‌اي که "صحراي داغ نپتون" ناميده مي‌شود، زيرا "نپتون" از نظر اندازه بين زمين و مشتري قرار دارد.

اکنون دانشمندان يک سياره فراخورشيدي را کشف کرده‌اند که درست در "صحراي داغ نپتون" قرار دارد، اما اين سياره بسيار داغ‌تر از هر نپتون داغي است که تاکنون کشف شده است، يعني به اندازه‌اي که محققان بتوانند آن را "فوق داغ" بنامند.

ستاره شناسان از "ماهواره نقشه بردار فراخورشيدي گذران" ناسا ملقب به "تس"(TESS) براي تجزيه و تحليل اين ستاره درخشان و شبيه به خورشيد موسوم به "LTT ۹۷۷۹" استفاده کردند که در فاصله ۲۶۰ سال نوري از زمين قرار دارد. مشاهدات بعدي با ساير تلسکوپ‌ها به تأييد وجود يک سياره فراخورشيدي در اطراف اين ستاره کمک کرد. اين جهان تازه کشف شده "LTT ۹۷۷۹ b" لقب گرفته است و حدود ۴.۷ برابر زمين، قطر و ۲۹ برابر زمين، جرم دارد.

سياره "LTT ۹۷۷۹ b" تقريباً هر ۱۹ ساعت به دور ستاره خود مي‌چرخد و حدود ۲۳ برابر مريخ به خورشيد خود نزديک مي‌شود که باعث مي‌شود ستاره ميزبان آن اين سياره را تا دماي ۱۷۰۰ درجه سانتيگراد گرم کند.

در مقاله‌اي که اين يافته را گزارش داده است، دانشمندان استدلال کردند که اين سياره فراخورشيدي فقط يک "نپتون داغ" نيست، بلکه يک "نپتون فوق داغ" است.

ماهواره نقشه‌بردار فراخورشيدي گذران(که به اختصار "تس"(TESS) ناميده مي‌شود، يک تلسکوپ فضايي ساخت ناسا است که ۱۹ آوريل سال ۲۰۱۸ ميلادي به فضا پرتاب شد. هدف "تس" به عنوان ادامه برنامه کاوشگران، جستجوي سياره‌هاي فراخورشيدي بيشتر در فضايي ۴۰۰ برابر پوشش مأموريت "کپلر" با استفاده از روش گذر است که در کهکشان‌هاي ديگر به‌ ويژه در مدار ستاره‌هاي پر نور اطراف خودشان در فاصله‌اي که امکان حيات در آن وجود داشته باشد، قرار دارند. در مقايسه با حدود ۳۸۰۰ سياره فراخورشيدي که تاکنون پيدا شده٬ انتظار مي‌رود که اين فضاپيما موفق به پيدا کردن بيش از ۲۰ هزار سياره ديگر شود.

هدف مأموريت "تس"  در مرحله نخست تمرکز بر درخشان‌ترين ستارگان نزديک به زمين براي بررسي آثار گذر سياره‌هاي فراخورشيدي در پيرامون آنها در طول دو سال است. پروژه TESS از مجموعه‌اي از دوربين‌هاي گسترده براي انجام يک بررسي همه‌جانبه استفاده مي‌کند و با استفاده از  آن مي‌توان توده، اندازه، تراکم و مدار يک گروه بزرگ از سيارات کوچک، از جمله نمونه‌اي از دنياي سنگي در مناطق قابل سکونت ستارگان ميزبان مطالعه شود.

"تس" همچنين اهداف اوليه را براي تسلط بيشتر توسط تلسکوپ فضايي "جيمز وب" و ديگر تلسکوپ‌هاي فضايي و زميني در آينده ارائه خواهد داد.

"جيمز جنکينز" نويسنده اصلي اين تحقيق که يک ستاره شناس از دانشگاه شيلي در لاس کاندز است گفت: دماي فوق داغ در "LTT ۹۷۷۹ b" مي تواند مولکول ها را به عناصر تشکيل دهنده آنها تجزيه کرده و فلزات را در جو آن يونيزه کند. اين بدان معناست که جو آن مي‌تواند بسيار متفاوت از سيارات داغ باشد که آنها را براي دانشمندان در آزمايشگاه هاي شيمي سيارات مهيج مي‌کند.

تراکم متوسط اين ​​سياره فراخورشيدي جديد شبيه به نپتون است. محققان اظهار داشتند که بعيد به نظر مي‌رسد که "LTT ۹۷۷۹ b" از سنگ خالص يا آب خالص ساخته شده باشد، در عوض آنها يک هسته جامد را تصور کردند که توسط جو هيدروژن و هليوم احاطه شده است.

"جنکينز" گفت: به طرز مرموزي به نظر مي‌رسد که "LTT ۹۷۷۹ b" داراي جو ضخيمي است که تقريباً ۱۰ درصد از جرم آن را تشکيل مي‌دهد.

وي افزود: انتظار مي‌رفت که "نپتون‌هاي فوق داغ" بسيار زود جو خود را به دليل تابش پرانرژي که از خورشيد خود دريافت مي‌کنند، از دست بدهند. بنابراين ما براي اين سياره بايد در مورد سناريوهاي شکل گيري عجيب و غريبي فکر کنيم.

وي ادامه داد: يک توضيح ممکن براي جو غليظ و ضخيم اين نپتون فوق داغ اين است که اين سياره در ابتدا بسيار بزرگتر بوده و شايد يک غول گازي مانند مشتري بوده است که بيش از حد به ستاره خود نزديک شده است. در اين سناريو، گرانش ستاره بسياري از جو سياره را از بين مي برد و بعد از اينکه مقدار زيادي از جرم خود را بدين واسطه از دست داد، ممکن است کمي از ستاره خود دور شده باشد و در نهايت با جرمي نزديک به نپتون در جايگاه فعلي خود قرار گرفته باشد.

"جنکينز" و همکارانش در آينده نوري را که از جو اين سياره فراخورشيدي عبور مي‌کند براي جستجوي اينکه چه عناصري در جو آن موجود است، درجه حرارت اطراف اين سياره چقدر است و اينکه اين سياره ابر دارد يا نه تجزيه و تحليل خواهند کرد.

"جنکينز" افزود: ماهيت نسبتاً درخشان ستاره ميزبان آن بدان معني است که ما مي‌توانيم از ابزارهاي زميني و فضايي براي بررسي دقيق جزئيات اين سياره استفاده کنيم. اين بدان معناست که ما در آينده نزديک، چيزهاي بيشتري در مورد اين سياره خواهيم يافت.

دانشمندان يافته هاي خود را در مجله Nature Astronomy شرح داده اند.