رمزگشایی از اسرار سیاره های داغ

مطالعه سیاره های فراخورشیدی (extra-solar planets) حقایق جالب و فوق العاده ای را نشان می دهد؛ تعداد زیادی از هزاران سیاره ای که تاکنون کشف شده اند، بزرگتر از سیاره های همتای خود در منظومه شمسی هستند. به عنوان مثال، اغلب غول های گازی که در مدار نزدیک به ستاره میزبان خود رصد شده (مانند شبه مشتری های داغ – Hot Jupiters) و تقریبا جرم مشابه مشتری یا زحل دارند، بسیار بزرگتر از این دو سیاره هستند.

ستاره شناسان 7 سال قبل، محدودیت هایی را برای اندازه غول های گازی فراخورشیدی قائل شدند، اما علت اندازه بسیار بزرگ این سیاره ها همچنان به صورت رمز و راز باقی مانده است.

به لطف کشف های اخیر دو سیاره دوقلو در سیستم K2-132 و K2-97، توسط گروهی از پژوهشگران موسسه نجوم دانشگاه هاوایی با استفاده از داده های مأموریت کپلر، دانشمندان به یافتن پاسخی برای این ابهام نزدیک تر شده اند.

این تحقیق گسترده به سرپرستی ساموئل گرونبلات (Samuel Grunblatt) از دانشگاه هاوایی، با همکاری محققان موسسه نجوم سیدنی (SIfA)، مرکز اخترفیزیک هاروارد- اسمیت سونیان، موسسه فناوری کالیفرنیا (Caltech)، مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا، موسسه SETI، و شمار دیگری از دانشگاه ها و مراکز تحقیقاتی جهان انجام شد.

(سیر تکاملی سیستم K2-132b – تصویر: UH IfA)

بدلیل ماهیت "داغ" این سیاره ها، به نظر می رسد اندازه غیرمعمول آنها مربوط به جریان گرما در داخل و خارج جو این سیاره ها باشد. نظریه های مختلفی در این زمینه مطرح شده اند، اما هیچ ابزاری برای آزمایش این نظریه ها موجود نیست.

داده های جمع آوری شده در مأموریت تلسکوپ کپلر، برای جستجوی شبه مشتری های داغ (Hot Jupiters) در مدار غول های سرخ (red giant stars) مورد بررسی قرار گرفتند. این دسته از ستاره ها از توالی اصلی طول عمر خود خارج و وارد فاز شاخه غول سرخ (RGB) شده اند که شامل گسترش عظیم و کاهش دمای سطح است.

برطبق تئوری ارائه شده توسط اریک لوپز (Eric Lopez) از موسسه گودارد ناسا، شبه مشتری های داغ که در مدار غول های گازی درحال چرخش هستند – اگر خروجی انرژی مستقیم از ستاره میزبان فرآیند غالب در سیارات باشد – احتمالا باید دچار تورم (و بزرگی ابعاد) شده باشند.

دو سیاره K2-132b و K2-97b که در مدار دو سیستم K2-132 و K2-97 درحال چرخش هستند، از نظر دوره های مداری (9 روز)، شعاع و جرم تقریبا یکسان هستند.

براساس رصدهای انجام شده، محققان موفق به اندازه گیری دقیق شعاع سیاره های K2-132b و K2-97b و تعیین این موضوع شدند که آنها حدود 30 درصد بزرگتر از مشتری هستند. سپس از مدل هایی برای ردیابی سیر تکاملی این دو سیاره و ستارگان میزبان آنها در طول زمان استفاده شد که به محققان اجازه داد تا میزان جذب گرما توسط هر سیاره از ستاره خود را مشخص کنند.

زمانی که گرما از لایه های بیرونی به عمق سیاره منتقل شد، اندازه سیاره افزایش و چگالی آن کاهش یافت. این نتایج نشان داد، درحالیکه سیاره ها به افزایش شعاع برای متورم شدن نیاز دارند، این مقدار کمتر از حد انتظار بود.

نتایج بدست آمده توسط تیم تحقیقاتی گرونبلات با این تئوری که غول های گازی در اثر گرمای ستاره های میزبان دچار تورم می شوند، سازگار است.

مطالعه اخیر که جزئیات این کشف (K2-132 و K2-97) را شرح می دهد، در The Astrophysical Journal منتشر شد.

 

 

مترجم: معصومه سوهانی

منبع: sciencealert

No tags for this post.