سیاره‌های مینی‌نپتون درصورت از‌دست‌دادن اتمسفر می‌توانند به سیاره‌های اَبَرزمین تبدیل شوند

مینی‌نپتون‌ها و اَبَرزمین‌ها از متداول‌ترین سیاره‌های فراخورشیدی هستند. به‌نظر می‌رسد چهار سیاره‌ی فراخورشیدی گازی که هر‌کدام اندکی از نپتون کوچک‌تر هستند در حال تبدیل‌شدن به دنیاهای سنگی اَبَرزمین با عرض ۱/۵ برابر زمین باشند. براساس گزارشی که پژوهشگران در ۲۶ جولای در پایگاه arXiv.org منتشر کردند، دلیل این پدیده پرتوهای شدید ستاره‌ی میزبان این سیاره‌ها است که جوّ ضخیم آن‌ها را از بین می‌برند.

براساس پیش‌بینی‌های این گروه، در‌صورتی‌که سرعت فعلی اتلاف جوّی ادامه داشته باشد، جو‌ّهای متورم این سیاره‌ها به‌تدریج ناپدید می‌شوند و سیاره‌های سنگی‌ کوچک‌تری را از خود به‌جا می‌گذارند. بررسی تکامل این دنیاها و چگونگی از‌بین‌رفتن جوّ آن‌ها به دانشمندان در درک چگونگی از‌بین‌رفتن جوّ سیاره‌های فراخورشیدی کمک می‌کند. به‌باور هیتر ناتسون از کلتک، این پژوهش‌ها می‌توانند اطلاعاتی را درباره‌ی نوع سیاره‌هایی ارائه دهند که ممکن است محیط‌های سکونت‌پذیر داشته باشند. او بر این باور است:

اگر سیاره‌ها نتوانند جوّ خود را حفظ کنند ممکن است سکونت‌پذیر شوند.

نور ستاره می‌تواند جوّ برخی از سیاره‌های فراخورشیدی مینی‌نپتون را از بین ببرد و به‌تدریج آن‌ها را به دنیاهای سنگی اَبَرزمین تبدیل کنند که اندکی از زمین ما بزرگ‌تر هستند.

پژوهش جدید ناتسون و همکاران او، حدس‌و‌گمان‌های قبلی را تقویت می‌کند. در اوایل سال، همان پژوهشگران گزارشی را منتشر کردند که براساس آن، به‌نظر می‌رسید هلیوم از جوّ یکی از سیاره‌های مینی‌نپتون می‌گریزد؛ اما آن‌ها مطمئن نبودند کشفشان تکرار خواهد شد. مایکل ژانگ، پژوهشگر سیاره‌های فراخورشیدی، بیان می‌کند:

شاید فقط به‌خاطر خوش‌شانسی با چنین سیاره‌ای روبه‌رو شدیم؛ اما سیاره‌های دیگر متفاوت هستند.

درنتیجه، پژوهشگران سیاره‌های مینی‌نپتون بیشتری در مدار ستاره‌های دیگر بررسی و این دنیاها را با اولین سیاره‌ی رصد‌شده مقایسه کردند. هر‌کدام از این سیاره‌های فراخورشیدی گاهی اوقات بخشی از نور ستاره‌ی خود را مسدود می‌کنند. ژانگ و ناتسون و همکاران او طول مدت مسدود‌شدن نور این ستاره‌ها و مقدار نوری را ردیابی کردند که جذب پوشش هلیومی سیاره‌ها می‌شود. این رصدها امکان ارزیابی اندازه و شکل جوّ سیاره‌های یادشده را می‌دهند. ناتسون می‌گوید:

وقتی سیاره‌ای جوّ خود را از دست دهد، یک دُم دنباله‌مانند گازی از آن بیرون می‌آید. درمقابل، اگر گاز روی سیاره باقی بماند (مانند نپتون در منظومه‌ی شمسی)، ستاره‌شناسان یک دایره می‌بینند؛ با اینکه به‌طورکامل نمی‌توانیم تمام شکل‌های جریان‌های خروجی را درک کنیم، می‌توانیم تشخیص دهیم که این شکل‌ها کروی نیستند.

همچنین، ستاره‌شناسان جرم تلف‌شده‌ی هر سیاره‌ی فراخورشیدی را محاسبه کردند. ژانگ می‌گوید: «سرعت اتلاف جرمی به‌اندازه‌ی کافی زیاد بود تا جوّ اغلب این سیاره‌ها را از بین ببرد؛ درنتیجه، حداقل برخی از آن‌ها به سیاره‌های ابرزمین تبدیل خواهند شد.» یان کراسفید، پژوهشگر سیاره‌ی فراخورشیدی دانشگاه کانزاس در لاورنس، توضیح می‌دهد:

این سرعت‌های اتلاف جرمی، تنها در بازه‌های کوتاهی از زمان دیده می‌شوند. دقیقاً نمی‌دانیم سیاره در طول تاریخ یا در آینده چگونه جوّ خود را از دست می‌دهد، تنها چیزی که می‌دانیم مشاهدات امروزی است. حتی با چنین پرسش‌هایی، فرضیه‌ی تبدیل مینی‌نپتون‌ها به اَبَرزمین‌ها امکان‌پذیر به‌نظر می‌رسد. همچنین، نظریه‌ها و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری درباره‌ی شکل‌گیری سیاره‌ها و از‌بین‌رفتن جوّ آن‌ها به پر‌کردن شکاف مربوط به برخی از سیاره‌ها کمک می‌کند.

بررسی مینی‌نپتون‌ها بیشتر هم به‌کمک دانشمندان خواهند آمد. ژانگ در حال برنامه‌ریزی برای مجموعه‌ای از رصدهای دیگر است. او می‌افزاید: «تا امروز به هدف دیگری هم نگاه کردیم که به‌نظر می‌رسد گزینه‌ی محتملی برای فرار هلیومی باشد.»