خبرکاو:

هلیوم می تواند تقریباً نیمی از جرم اتمسفر سیارات فراخورشیدی غول پیکری را تشکیل دهد که نزدیک به ستاره خود مهاجرت کرده اند و توضیح می دهد که چرا یک شکاف اندازه مرموز در مقیاس این جهان ها وجود دارد.

اکنون بیش از 5200 سیاره فراخورشیدی تایید شده است، و بسیاری از این سیاره‌ها، جهان‌های بزرگ‌تری هستند که نزدیک به ستاره خود می‌چرخند، در برخی موارد با دوره‌های مداری که فقط چند روز طول می‌کشد. با این حال، مشاهدات ترانزیت ابتدا توسط تلسکوپ فضایی کپلر ناسا و اکنون توسط TESS ، ماهواره بررسی سیارات فراخورشیدی گذرا، کمبود گیج کننده ای از سیارات با شعاع بین 1.4 تا 2.4 برابر زمین پیدا کرده است. اخترشناسان این را "دره شعاع" می نامند و اگرچه به نظر می رسد به ما چیزهای اساسی در مورد طبیعت، شکل گیری و تکامل سیارات می گوید، دانشمندان هنوز مشخص نکرده اند که آن چیزی چیست.

اکنون، برداشت جدیدی از دره شعاع توسط تیمی به سرپرستی دانشجوی دکترا ایزاک مالسکی از دانشگاه میشیگان و لزلی راجرز از دانشگاه شیکاگو نشان می‌دهد که می‌تواند نشان دهنده افزایش فراوانی گاز هلیوم در جو دنیاها باشد که ۲.۴ برابر بزرگ‌تر است. از زمین جهان‌هایی در این مقیاس اغلب به‌عنوان نپتون‌های کوچک توصیف می‌شوند، و اگر هسته‌ای سنگی داشته باشند، در اعماق یک لایه ضخیم جو قرار دارد.

مطالب مرتبط: سیارات فراخورشیدی: جهان های فراتر از منظومه شمسی ما

سیاره‌هایی که دورتر از ستاره‌شان شکل گرفته‌اند، در حالی که هنوز در دیسک پیش سیاره‌ای گاز و غبار شکل می‌گیرند، می‌توانند به سمت داخل مهاجرت کنند. هر چه آنها به ستاره خود نزدیکتر می شوند، بیشتر تحت تأثیر گرما و تشعشعات ستاره قرار می گیرند، ترکیبی از بادهای ستاره ای و شراره هایی که می توانند به تدریج اتمسفر را از سیاره ای در خط شلیک حذف کنند. همانطور که این اتفاق می‌افتد، یک سیاره می‌تواند دمی شبیه دنباله‌دار رشد کند، زیرا گاز از بین می‌رود و یک هسته صخره‌ای برهنه باقی می‌ماند.

جو چنین دنیاهایی عمدتاً از هیدروژن و هلیوم ساخته شده است. مشتری ، در منظومه شمسی ما، نمونه خوبی از این ترکیب جوی است که 90٪ هیدروژن و 10٪ هلیوم دارد. با این حال، هیدروژن سبک تر از هلیوم است و می تواند راحت تر به فضا فرار کند.

تیم مالسکی و راجر یک مدل کامپیوتری طراحی کردند که 70000 سیاره فراخورشیدی با اندازه‌های مختلف را شبیه‌سازی کرد که به دور ستارگان مختلف و در دماهای مختلف می‌چرخند تا ببینند گرمای ستاره مجاور آنها چه تأثیری بر جو آنها خواهد داشت. آنها دریافتند که در واقع هیدروژن سریعتر از هلیوم حذف می شود و در نتیجه مقدار هیدروژن نسبت به مقدار هلیوم موجود کاهش می یابد.

در شدیدترین شرایط، برخی از سیاراتی که آنها شبیه سازی کردند، دارای اتمسفرهایی بودند که بیش از 40 درصد از نظر جرم هلیوم داشتند. این جهان‌های هلیمی پایین‌ترین محدوده اندازه‌های بالاتر را اشغال می‌کنند، تقریباً 2.4 برابر بزرگ‌تر از زمین از نظر شعاع - چه جوی غنی از هیدروژن یا هلیوم داشته باشند، گرمای ستاره نزدیک آنها همچنان باعث نفخ و انبساط جو می‌شود. ، افزایش شعاع سیاره.

جهان‌های کوچک‌تر در آن سوی دره شعاع، با شعاع 1.4 برابر زمین یا کمتر، تمام هیدروژن و هلیوم خود را از دست داده‌اند و اتمسفر قابل‌توجهی ندارند و شعاع آن‌ها را فقط به شعاع هسته سنگی‌شان محدود می‌کند. این احتمال وجود دارد که با از دست دادن اتمسفر اولیه خود، این سیارات بتوانند از اتمسفر جدید و نازکتر مشابه زمین خارج شوند. اما اگر آنها به ستاره خود بسیار نزدیکتر از زمین به خورشید باشند، در این صورت با نبردی برای حفظ این جو جدید روبرو خواهند شد.

بیشتر بخوانید

خبرکاو گزارش می دهد – ثبت تصویری متفاوت از خورشید

راجرز در بیانیه‌ای گفت: «انواع عجیب و شگفت‌انگیز زیادی از سیارات فراخورشیدی وجود دارد، و این یافته نه تنها نوع جدیدی را اضافه می‌کند، بلکه ممکن است پیامدهایی برای درک تکامل و شکل‌گیری سیارات به طور کلی داشته باشد.» . "درک بهتر از این جمعیت می تواند چیزهای زیادی در مورد منشاء و تکامل سیارات به اندازه نپتون به ما بگوید، که به وضوح یک نتیجه مشترک از فرآیند تشکیل سیاره هستند."

داستان های مرتبط:

این یافته‌های جدید از تحقیقات قبلی پشتیبانی می‌کند که نشان می‌دهد نه تنها سیارات با نزدیک‌تر شدن به ستاره‌شان جو اولیه غلیظ خود را از دست می‌دهند، بلکه این مهاجرت به درون سیاره‌های متعدد در یک منظومه می‌تواند دنیاها را در زنجیره‌های تشدید گرانشی، مانند نخود در غلاف، قفل کند. '

هلیم، علیرغم اینکه دومین عنصر رایج در جهان است، تنها در سال 2018 در یک سیاره فراخورشیدی کشف شد . با این حال، با پرتاب تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا (JWST)، اخترشناسان ابزار جدیدی در جعبه ابزار خود دارند. تشخیص گازهای جو در سیارات فراخورشیدی اگر دره شعاع واقعاً نتیجه سرگردانی سیارات بسیار نزدیک به ستاره خود و شوک جوی آنها به فضا باشد، JWST می تواند با انجام طیف سنجی سیارات داغ با شعاع حدود 2.4 برابر زمین، شواهد رصدی ارائه دهد تا فراوانی هلیوم در جو آنها.

دیگر اخبار

نحوه تماس با فیس بوک برای راهنمایی حساب

نتایج در Nature Astronomy (در برگه جدید باز می شود) منتشر شد.

کیت کوپر را در Twitter @21stCenturySETI دنبال کنید (در برگه جدید باز می شود) . ما را در توییتر @Spacedotcom (در برگه جدید باز می شود) و در فیس بوک (در برگه جدید باز می شود) دنبال کنید .