با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل، دانشمندان کشف کرده اند که سیاره ای به اندازه مشتری و آب نبات پنبه ای که در فاصله 350 سال نوری از ما قرار دارد، در حال کوچک شدن است و ممکن است در راه تبدیل شدن به دنیای “زیر نپتون” یا “ابر زمین” باشد.
علاوه بر اینکه یکی از سبک ترین سیاراتی است که تاکنون کشف شده است، سیاره فراخورشیدی یا “سیاره فراخورشیدی“به نام V1298 Tau b نیز یکی از جوان ترین جهان هایی است که تا به حال در هنگام عبور از آن کشف شده است.”از چهره ستاره خود می گذرد.
V1298 Tau b به دور ستاره ای با قدمت تقریبی 23 میلیون سال می چرخد که در مقایسه با ستاره های مسن تر مانند ستاره میانسال ما جوان است. خورشیدکه 4.6 میلیارد سال قدمت دارد. در این منظومه با حداقل سه سیاره دیگر V1298 Tau c، d و e همراه است. این به این معنی است که این سیستم فرصتی منحصر به فرد برای مطالعه اتمسفرهای تازه تشکیل شده و سیارات در حال توسعه
برای انجام این کار، تیم استفاده می کند هابل دوربین میدان عریض 3 (WFC3) ابزاری برای مشاهده V1298 Tau b در حالی که از روی ستاره والد جوان طبقه بندی شده T خود عبور می کند. ستاره ثوریعنی الف است ستاره ای بسیار جوان با جرمی مشابه خورشید.
متصل: سیاره فراخورشیدی پنبه ای دومین سیاره سبک است که تاکنون کشف شده است
«V1298 Tau b به اندازه است سیاره مشتری. با این حال، ما دریافتیم که جرم این سیاره قابل مقایسه یا حتی کمتر از جرم است نپتونرهبر تیم تحقیقاتی سوگاتا بارات از دانشگاه آمستردام به Space.com گفت. بنابراین این احتمال وجود دارد که نپتون باشد یا زیر نپتون زاده این سن بسته به تکامل این سیاره، می‌تواند بیشتر اتمسفر اولیه خود را از دست بدهد و به زیر نپتون یا حتی بالقوه تبدیل شود. ابر زمین-مثل یک سیاره.”
از آنجایی که جرم مشتری تقریباً 20 برابر جرم نپتون است، این واقعیت که V1298 Tau b پهنای سیاره اولی با جرم دومی است به این معنی است که این سیاره فراخورشیدی آنطور که اخترشناسان در حال حاضر آن را می بینند، به طرز باورنکردنی “نفخ” است.
V1298 Tau b یکی از کم تراکم ترین سیاراتی است که تاکنون کشف کرده ایم. بارت افزود: چگالی آن 0.1 گرم در سانتی متر مکعب است.
رمزگشایی جو انقباضی V1298 Tau b
این تیم با استفاده از ترانزیت خود، بررسی جوی V1298 Tau b را انجام داد و جوی بزرگ و شفاف را یافت که حدود 621 مایل (1000 کیلومتر) امتداد دارد. این بسیار گسترده تر از جو اجرام منظومه شمسی مانند بزرگترین قمر زحل است تیتانکه دارای جوی هستند که از بدنه اصلی آنها بین 31 مایل تا 62 مایل (50 تا 100 کیلومتر) امتداد دارد.
V1298 Tau b تنها حدود 16 میلیون مایل از ستاره والد بسیار فعال، داغ و جوان T Taurus فاصله دارد، به این معنی که یک مدار را تنها در 24 روز زمینی کامل می کند. در نتیجه این نزدیکی، این سیاره نیز با دوزهای بالایی از اشعه ماوراء بنفش و اشعه ایکس از ستاره خود بمباران می شود که جو آن را از بین می برد.
این تیم همچنین دریافتند که فضای داخلی این سیاره بسیار گرم است، اگرچه انتظار می‌رود که در زمان بلوغ سرد شود، که به از بین رفتن جو نیز کمک می‌کند.
بارت گفت: “ترکیب این فرآیندها احتمالاً منجر به از دست دادن جرم و انقباض قابل توجه این سیاره می شود.” “مقایسه ماهیت و ترکیب V1298 Tau b با زیر نپتون های بالغ تفاوت های قابل توجهی را برجسته می کند. بنابراین ممکن است که در طول تکامل آن ترکیب اتمسفر و شیمی V1298 Tau b نیز تغییر کند.
در نتیجه، V1298 Tau b به ستاره شناسان می گوید که زمانی که نپتون و زیر نپتون برای اولین بار در ابری از گاز و غبار در اطراف یک ستاره جوان به نام ” متولد شدند.دیسک پیش سیاره ای“آنها در حالتی هستند که شبیه به ظاهر آنها در بزرگسالی نیست. این مطالعه همچنین نشان می دهد که سیارات نپتون و زیر نپتون ممکن است موقعیت خود را در منظومه های سیاره ای خود تغییر دهند.
بارات گفت: “آنها با پوشش های اولیه بسیار بزرگی متولد می شوند که احتمالاً در هنگام تشکیل در یک دیسک پیش سیاره ای ایجاد شده اند.” با تجزیه و تحلیل محتوای جوی V1298 Tau b، ما معتقدیم که این سیاره ممکن است نزدیک به مکان فعلی خود در نزدیکی ستاره میزبان خود شکل گرفته باشد.
زیرا عناصر و ترکیبات شیمیایی نور را در طول موج های مشخص جذب و منتشر می کنندتجزیه و تحلیل نوری که از اتمسفر سیاره می گذرد هنگام عبور از روی ستاره خود با استفاده از فرآیندی به نام طیف سنجی می تواند ترکیب آن را آشکار کند.
برای V1298 Tau b، این مطالعه چیزی غیرعادی در مورد جو این سیاره فراخورشیدی نشان داد. به طور شگفت انگیزی از نظر فلزات کم است، این اصطلاحی است که ستاره شناسان برای عناصر سنگین تر از دو سبک ترین عنصر در جهان استفاده می کنند. هیدروژن و هلیوم
ما از عدم شناسایی متان شگفت زده شدیم. دمای این سیاره برای تولید بسیار مناسب است مقدار زیادی متانبارت گفت. با این حال، فقدان آن به این موضوع اشاره دارد فرآیندهای شیمیایی در جو آنمانند اختلاط عمودی قوی که می تواند متان را از اتمسفر مشاهده شده حذف کند.
دانشمند دانشگاه آمستردام توضیح داد که تنها زمانی می توان متان را حذف کرد که فضای داخلی سیاره بسیار داغ باشد. فقدان متان در اتمسفر V1298 Tau b باعث شد تا آنها پیشنهاد کنند که دمای جو سیاره 80 درجه فارنهایت (27 درجه سانتیگراد) یا بیشتر است. برای مقایسه، میانگین دمای جو مشتری منهای 166 درجه فارنهایت (منفی 110 درجه سانتیگراد) است.
بارات گفت که مشاهدات فعلی فقط بخار آب را در جو V1298 Tau b مشاهده می کنند. به این معنی که در آینده قصد دارند فراوانی مولکول های دیگر را اندازه گیری کنند، مانند دی اکسید کربن، مونوکسید کربنو دی اکسید گوگردبرای تکمیل فهرستی از مواد شیمیایی موجود در جو این سیاره فراخورشیدی.
بارت افزود: “محدود کردن دقیق این فراوانی مهم است زیرا آنها به طور مستقیم با محل شکل گیری این سیاره مرتبط هستند.” همچنین بررسی تاثیر ستاره میزبان بر روی سیاره بسیار مهم است شیمی اتمسفر”
بارات و همکارانش مشاهداتی از V1298 Tau b را به دست آوردند تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)که در حال حاضر در حال تجزیه و تحلیل هستند.
“ JWST به طیف وسیعی از مولکول ها مانند آب، متان، دی اکسید کربن، مونوکسید کربن و دی اکسید گوگرد حساس است. بارات در پایان گفت: بنابراین به زودی می توانیم به این سؤالات پاسخ دهیم.
تحقیقات این تیم در 9 می در مجله منتشر شد نجوم طبیعی
