برخی از سیارات فراخورشیدی با گذشت زمان کوچک‌تر می‌شوند

اخترشناسان می‌گویند اتمسفر پیرامون برخی از سیارات فراخورشیدی به فضا نشت می‌کند و این پدیده موجب کوچک‌تر شدن آن سیارات می‌شود. به گفته دانشمندان بر خلاف انتظار، عامل از بین رفتن جو سیارات فراخورشیدی، بادهای شدید ستارگان‌ آن‌ها نیست، بلکه در واقع خود این سیارات در اثر یک پدیده هنوز ناشناخته، اتمسفر خود را از بین می‌برند.

این موضوع به نوعی درباره زمین هم صادق است. همه روزه به‌دلیل تابش خورشید، در حدود ۹۰ تن از هوای اتمسفر زمین که مسئول حفاظت از حیات ما است، به فضا نشست می‌کند.

با این حال، دانشمندان می‌گویند که جای نگرانی وجود ندارد و با این سرعت بسیار آهسته، دست‌کم ۱۵ تریلیون سال طول می‌کشد تا سیاره ما جو خود را کاملا از دست بدهد.

اینک پژوهش جدید دانشمندان نشان می‌دهد که تعدادی از سیارات فراخورشیدی، به‌ویژه برخی از آن‌ها که از زمین بزرگ‌تر اما از نپتون کوچک‌ترند، جو خود را از طریق فرآیندی به نام «از دست دادن جرم به‌دلیل فعالیت هسته» از دست می‌دهند.

دانشمندان بر این باورند که این سازوکار می‌تواند یک سیاره زیرنپتونی را تا حد یک ابرزمین سنگی کوچک کند. اخترشناسان با کشف این موضوع می‌گویند اکنون داده‌های کافی در اختیار دارند تا این موضوع را توضیح دهند که چرا تاکنون سیارات فراخورشیدی کمی با اندازه حدود ۱.۵ تا دو برابر زمین مشاهده شده است. این اندازه در واقع بازه مطلوبی است که در آن، یک سیاره از نظر ابعاد جایی میان یک اَبَرزمین و یک سیاره زیر‌نپتونی قرار دارد.
 

به گفته دانشمندان موسسه فناوری کالیفرنیا، داده‌های موجود از سیارات فراخورشیدی اکنون به قدری کافی است تا به ما بگوید که این شکاف، یعنی مشاهده کم سیارات در این ابعاد، اتفاقی نیست. به عبارت دیگر، اکنون می‌دانیم که پای پدیده‌ای در میان است که سیارات را از رسیدن یا ماندن در این ابعاد و اندازه باز می‌دارد.

این گروه تحقیقاتی می‌گوید این پدیده ممکن است ناشی از وجود تابشی از اعماق این سیارات زیرنپتونی باشد، به‌ویژه از هسته‌های داغ آن‌ها که اتمسفر یک سیاره را از بین می‌برد. به گفته دانشمندان، این پرتوها از زیر به جو یک سیاره فشار می‌آورند.

نظریه دیگر پدیده «تبخیر نوری» نام دارد که می‌تواند جایگزین این نظریه باشد اما در عین حال وقوع آن بعید به نظر می‌رسد. این نظریه مبتنی بر این است که جو سیاره به‌دلیل تابش یک ستاره، مانند زمانی که سشوار را به سمت یخ گرفته‌ باشیم از بین می‌رود.

با این همه، این نظریه نمی‌تواند معمای موجود را حل کند. چرا که گمان می‌رود این فرآیند طی ۱۰۰ میلیون سال نخست تولد یک سیاره رخ می‌دهد. این در حالی است که پژوهش جدید، سیارات زیرنپتونی بسیار قدیمی‌تر از این را بررسی می‌کند.

جسی کریستینسن، دانشمند موسسه فناوری کالیفرنیا، و همکاران او در پژوهش خود از داده‌های کاوشگر کپلر۲ ناسا استفاده کردند و در پی یافتن سیارات زیرنپتونی در دو خوشه ستاره‌ای بودند که به دور ستاره‌های خود می‌گردند.

یکی از این دو سیاره فراخورشیدی، خوشه ستاره‌ای کندو با حدود ۱۰۰۰ ستاره بود و دیگری نیز خوشه ستاره‌ای قلائص با ۵۰۰ ستاره در صورت فلکی گاو بود که از عمر آن‌ها به ترتیب ۶۰۰ میلیون و ۸۰۰ میلیون سال می‌گذرد.

دانشمندان دریافتند که تقریبا همه ستارگان در این محدوده سنی، زیرنپتون‌های دارای اتمسفر دارند و این نشان می‌دهد که تبخیر نوری در آن‌ها رخ نداده است؛ در غیر این صورت، تا به حال جو خود را به کلی از دست داده بودند.

اما با وجود این، پایگاه داده‌های کپلر۲، در بین سیارات متعلق به ستارگان با بیش از ۸۰۰ میلیون سال قدمت، تنها ۲۵ درصد سیارات زیرنپتونی را نشان می‌دهند.

بر اساس پژوهش جدید، از آنجایی که سن بالاتر این ستارگان، نزدیک به بازه زمانی حدود یک میلیارد ساله است و انتظار می‌رود که در این بازه زمانی، پدیده «از دست دادن جرم به‌دلیل فعالیت هسته» رخ داده باشد، از این رو احتمال می‌رود که دلیل از دست رفتن جو این سیارات، همین پدیده یعنی فعالیت‌ هسته خود سیارات باشد.

به گفته کریستینسن، اگر سیاره‌ای از جرم کافی برخوردار نباشد، آن سیاره اتمسفر خود را از دست می‌دهد و کوچک‌تر می‌شود. نتایج این پژوهش در مجله علمی آسترونومیکال ژورنال منتشر شده است.