پژوهشگران سیاره‌ای به اندازه نپتون، با نام TOI-3261 b کشف کرده‌اند که هر 21 ساعت یک بار به دور ستاره خود می‌چرخد و در دسته نادر “نپتون‌های داغ” قرار می‌گیرد. این سیاره بینش‌های حیاتی در مورد شکل‌گیری و تکامل جوی سیارات نزدیک به ستاره‌هایشان ارائه می‌دهد. یافته‌ها نشان می‌دهند که این سیاره احتمالاً جرم اولیه بزرگ‌تری داشته و جو آن در اثر عوامل مختلف حذف شده است.
کشف TOI-3261 b: یک نپتون داغ نادر
سیاره TOI-3261 b که اندازه‌ای مشابه نپتون دارد، در فاصله‌ای بسیار نزدیک به ستاره میزبان خود قرار دارد. این سیاره تنها چهارمین سیاره شناخته‌شده از نوع خود است و اطلاعات ارزشمندی در مورد چگونگی شکل‌گیری این سیارات نادر ارائه می‌دهد.
این کشف توسط تیمی بین‌المللی از دانشمندان با استفاده از ماهواره بررسی سیارات فراخورشیدی ناسا TESS انجام شد. مشاهدات تکمیلی با تلسکوپ‌های زمینی در استرالیا، شیلی و آفریقای جنوبی صحت این کشف را تأیید کرده‌اند. TOI-3261 b در منطقه‌ای که ستاره‌شناسان آن را “صحرای نپتون داغ” می‌نامند قرار دارد؛ ناحیه‌ای در فضا که سیاراتی با این اندازه و ترکیب به طرز غیرمعمولی نادر هستند.
این سیاره که از نظر اندازه و ترکیب شبیه به نپتون است، به دلیل مدار بسیار نزدیک و سریع خود از آن متمایز بوده و تنها در 21 ساعت مدار خود را کامل می‌کند. این مدار سریع، TOI-3261 b را در دسته‌ای بسیار انحصاری قرار می‌دهد؛ نپتون‌های داغ با دوره مداری بسیار کوتاه که جرم آن‌ها به دقت اندازه‌گیری شده و تاکنون تنها سه نمونه دیگر از این نوع کشف شده است.
چالش‌های جوی نپتون‌های داغ
سیاره فراخورشیدی TOI-3261 b گزینه‌ای ایده‌آل برای آزمایش مدل‌های کامپیوتری جدید درباره شکل‌گیری سیارات است. یکی از دلایل کمیابی نپتون‌های داغ، دشواری حفظ یک جو گازی ضخیم در فاصله نزدیک به یک ستاره است. ستاره‌ها نیروی گرانشی عظیمی اعمال می‌کنند که می‌تواند لایه‌های گاز اطراف یک سیاره نزدیک را جدا کند. همچنین، ستاره‌ها انرژی زیادی منتشر می‌کنند که گاز را پراکنده می‌کند. این عوامل نشان می‌دهند که نپتون‌های داغ مانند TOI-3261 b ممکن است در ابتدا سیارات بسیار بزرگ‌تر شبیه مشتری بوده باشند و بخش عمده‌ای از جرم خود را از دست داده باشند.
این تیم علمی با مدل‌سازی سناریوهای مختلف، تخمین زدند که این سیستم ستاره و سیاره حدود 6.5 میلیارد سال قدمت دارد. این سیاره احتمالاً به دو روش جرم خود را از دست داده است:
- فتواِواپوراسیون که در آن انرژی ستاره باعث پراکندگی ذرات گازی می‌شود.
- حذف جزر و مدی که نیروی گرانشی ستاره لایه‌های گازی سیاره را جدا می‌کند.
این احتمال نیز وجود دارد که این سیاره ابتدا در فاصله دورتری از ستاره خود شکل گرفته باشد، جایی که این اثرات کمتر شدید بوده و جو خود را حفظ کرده است.
رازهای جوی و تحقیقات آینده
جو باقی‌مانده این سیاره که یکی از ویژگی‌های جالب آن است، احتمالاً تحلیل‌های جوی بیشتری را به دنبال خواهد داشت. این تحلیل‌ها ممکن است به حل رمز و راز تاریخ شکل‌گیری این ساکن “صحرای نپتون داغ” کمک کند. TOI-3261 b چگالی حدود دو برابر نپتون دارد که نشان می‌دهد بخش‌های سبک‌تر جو آن در طول زمان حذف شده و تنها اجزای سنگین‌تر باقی مانده‌اند.
این امر نشان می‌دهد که این سیاره در ابتدا دارای عناصر متنوعی در جو خود بوده است، اما در حال حاضر مشخص نیست این عناصر دقیقاً چه بوده‌اند. این رمز و راز می‌تواند با مشاهده سیاره در نور مادون قرمز، شاید با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا، حل شود. این روش می‌تواند “اثر انگشت” مولکول‌های مختلف موجود در جو سیاره را شناسایی کند. این مشاهدات نه‌تنها به ستاره‌شناسان درک عمیق‌تری از گذشته TOI-3261 b ارائه می‌دهد، بلکه فرآیندهای فیزیکی پشت همه سیارات غول‌پیکر داغ را نیز روشن می‌کند.
گسترش گروه نپتون‌های داغ با دوره‌های مداری بسیار کوتاه
اولین نپتون داغ کشف شده با دوره مداری بسیار کوتاه، LTT-9779 b بود که در سال 2020 مشاهد شد. از آن زمان تاکنون، کشف TOI-849 b و TOI-332 b توسط TESS دو عضو دیگر را به این دسته نادر اضفه کرده است. هر دو سیاره LTT-9779 b و TOI-849 b در صف مشاهدات مادون قرمز توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب قرار دارند. این مشاهدات احتمالاً درک ما از جو این سیارات را در سال‌های آینده گسترش خواهند داد.
تیمی بین‌المللی به رهبری ستاره‌شناس اِما نبی از دانشگاه جنوب کوئینزلند، مقاله خود با عنوان “بقا در صحرای نپتون داغ: کشف نپتون فوق داغ TOI-3261 b” را در آگوست 2024 در مجله The Astronomical Journal منتشر کرد.
منبع: Scitechdaily
