کشف سیاره ای مرموز که در هر چرخش، دستخوش تغییرات شدید جوی می شود

یک سیاره جوان که در فاصله تقریباً 32 سال نوری از زمین قرار دارد، در طول هر چرخش به دور ستاره مادرش، تغییرات شدیدی را در جو خود نشان می‌دهد. تلسکوپ فضایی هابل با مشاهده یک سیاره که در حال چرخش به دور یک ستاره کوتوله قرمز فعال به نام AU Microscopii یا AU Mic است، این کشف شگفت انگیز را انجام داد.

در یکی از مشاهدات اولیه هابل به نظر می‌رسید این سیاره جو خود را به‌طور پیوسته حفظ می‌کند. با این حال، یک پیچیدگی در این یافته وجود داشت. تقریباً یک سال و نیم بعد، مشاهدات و پیگیری هابل “نشانه های واضحی از تغییرات جوی” را آشکار کرد.

مشاهدات نشان داد که بادهای ستاره‌ای وحشیانه ستاره میزبان، جو هیدروژنی سیاره را از بین می‌برند. این تنوع فاحش در از دست دادن اتمسفر بین مدارها دانشمندان را گیج کرده است.

کیلی راککلیف از کالج دارتموث در هانوفر، نیوهمپشایر، در یک انتشار رسمی گفت:

ما هرگز ندیده‌ایم در مدت کوتاهی که سیاره‌ای از مقابل ستاره‌اش می‌گذرد، گریز جوی (از دست رفتن گازهای اتمسفر یک سیاره و ورود آن‌ها به فضای بیرونی)، از حالت “کاملاً غیرقابل تشخیص” به “بسیار قابل تشخیص” تبدیل شود. ما واقعاً انتظار چیزی بسیار قابل پیش‌بینی و تکرارپذیر را داشتیم. اما هم چیز عجیب شد. من وقتی برای اولین بار سیاره این را دیدم، فکر کردم این رویداد نمی‌تواند درست باشد!

دلایل احتمالی تغییرپذیری جو

در سال 2020، تلسکوپ فضایی اسپیتزر و تس (ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران) ناسا، سیاره AU Mic b را کشف کردند. این سیاره به دور یک کوتولوله قرمز به نام AU Microscopii که یک ستاره جوان با سنی کمتر از 100 میلیون سال (برای مقایسه خورشید 4.6 میلیارد سال سن دارد) است می‌چرخید.

در این منظومه جوان، این سیاره دارای یک دوره مداری 8.46 روزه است که در فاصله شش میلیون مایلی از ستاره مادر قرار دارد.

پس از شناسایی، هابل تغییراتی را در روشنایی سیاره مشاهده کرد که مربوط به “گریز” هیدروژن از جو آن است. به دلیل نزدیکی سیاره به ستاره میزبان، اتمسفر در معرض تشعشع و گرمای زیاد قرار می‌گرفت و در نتیجه این امر باعث فرار هیدروژن به بیرون جو شده بود.

فوران آتشین شراره های بسیار پرانرژی ستاره مادر ممکن است دلیل تغییرات جوی باشد که تاکنون دیده نشده بود.

در این مقاله گفته شده است:

یک توضیح احتمالی برای هیدروژن از دست رفته در طی یکی از گذرهای سیاره این است که یک شعله‌ی ستاره‌ای قدرتمند که هفت ساعت قبل از آن دیده شده بود، ممکن است گریز یا خروج هیدروژن از جو سیاره را به نور شفاف تبدیل کرده و بنابراین قابل تشخیص نبوده است.

نویسندگان توضیح احتمالی دیگری برای این رفتار عجیب و غریب ارائه کردند و مدعی شدند که باد شدید ستاره‌ای می‌تواند جریان سیاره را شکل دهد. در نتیجه، جو در برخی مواقع قابل مشاهده است، در حالی که در مواقع دیگر توسط هابل قابل مشاهده نیست.

طبیعت شدید و خشن ستاره های کوتوله قرمز

ستارگان کوتوله سرخ، مانند AU Microscopii، اکثر ستارگان کهکشان راه شیری را تشکیل می‌دهند. این ستارگان به‌طور قابل توجهی سردتر و جرم کمتری نسبت به خورشید دارند.

دانشمندان فضایی مدت‌ها است که این فرضیه را مطرح کرده‌اند که آیا چنین ستاره‌هایی می‌توانند راه را برای شکل‌گیری جهان‌های بالقوه قابل سکونت در منظومه خود هموار کنند؟!

با این حال، کوتوله‌های قرمز جوان بسیار فوران‌کننده هستند و اغلب سیاره‌هایی را که به دور ستاره می‌چرخند بمباران می‌کنند.

برخی رویدادها با دوره فوق العاده بالا در این کوتوله‌ها وجود دارد که در آنها ستاره انرژی فوق العاده‌ای آزاد می‌کند و ممکن است به‌طور قابل توجهی بیشتر از ستاره‌های دیگر مانند خورشید باقی بماند.

این محیط ستاره‌ای خشن، شکوفایی جو سیاره‌های مجاور را غیرممکن می‌کند، به‌ویژه در 100 میلیون سال اول شکل‌گیری ستاره. به همین دلیل است که ممکن است این سیاره برای همیشه بدون جو بماند.

به این دلایل، به سختی می‌توان نتیجه‌گیری قطعی در مورد یافتن جهان‌های قابل سکونت در اطراف ستاره‌های کوتوله سرخ به‌دست آورد.

راککلیف گفت:

ما می‌خواهیم بفهمیم که چه نوع سیاراتی می‌توانند در این محیط‌ها زنده بمانند. در نهایت وقتی ستاره مستقر شود چه شکلی خواهند شد؟ و آیا در نهایت احتمال سکونت وجود خواهد داشت، یا فقط به شکل سیاره‌هایی سوخته در می‌آیند؟

او در پایان گفت:

آیا آنها در نهایت بیشتر اتمسفر خود را از دست می‌دهند و هسته های باقی مانده آنها به اَبَر زمین تبدیل می‌شوند؟ ما واقعاً نمی‌دانیم که ترکیبات نهایی چگونه به‌نظر می‌رسند زیرا ما چنین چیزی در منظومه شمسی نداریم!

نتایج این مطالعه در مجله Astronomical منتشر شده است.

منبع: Interestingengineering