من المؤكد أن اكتشاف الكواكب التي تعمل بالطاقة الشمسية قد ازداد سخونة في السنوات القليلة الماضية. مع نشر كبلر في عام 2009 ، تم اكتشاف عدة آلاف من مرشحي الكواكب الخارجية وتم تأكيد أكثر من 2500. في كثير من الحالات ، كانت هذه الكواكب عمالقة غاز تدور حول النجوم الخاصة بهم (المعروفة أيضًا باسم "المشتري الساخن") ، مما أربك بعض المفاهيم الشائعة حول كيفية ومكان الكواكب.
بالإضافة إلى هذه الكواكب الضخمة ، اكتشف الفلكيون أيضًا مجموعة واسعة من الكواكب التي تتراوح من الكواكب الأرضية الضخمة ("الأرض الفائقة" إلى عمالقة بحجم نبتون. اكتشف فريق عالمي من علماء الفلك في دراسة حديثة ثلاثة كواكب خارجية جديدة تدور حول ثلاث نجوم مختلفة. هذه الكواكب هي مجموعة مثيرة من الاكتشافات ، تتكون من اثنين من "زحل الساخن" وواحد سوبر نبتون.
ظهرت هذه الدراسة ، التي تحمل عنوان "اكتشاف WASP-151b ، WASP-153b ، WASP-156b: رؤى حول هجرة الكواكب العملاقة والحدود العليا للصحراء النبتون" ، في المجلة العلمية الفلك والفيزياء الفلكيةس. بقيادة أوليفييه. D. S. Demangeon ، الباحث من معهد الفيزياء الفلكية وعلوم الفضاء في البرتغال ، استخدم الفريق بيانات من مسح SuperWASP للبحث عن الكواكب الخارجية للكشف عن علامات ثلاثة عمالقة غاز جديدة.
البحث ذو الزاوية العريضة للغاية للكواكب (SuperWASP) هو اتحاد دولي يستخدم قياس الضوء العابر واسع الزاوية لمراقبة سماء الليل لأحداث العبور. يعتمد البرنامج على المراصد الآلية الموجودة في قارتين - SuperWASP-North ، الواقعة في مرصد Roque de los Muchachos في جزيرة الكناري ؛ و SuperWASP South ، في المرصد الفلكي لجنوب أفريقيا ، بالقرب من Sutherland ، جنوب أفريقيا.
من بيانات مسح SuperWASP ، استطاعت الدكتورة Demangeon وزملاؤها اكتشاف ثلاث إشارات مرور قادمة من ثلاث نجوم بعيدة - WASP-151 و WASP-153 و WASP-156. تبع ذلك عمليات رصد طيفية باستخدام مرصد هوت بروفانس في فرنسا ومرصد لا سيلا في تشيلي ، مما سمح للفريق بتأكيد طبيعة هذه الكواكب.
من هذا ، قرروا أن WASP-151b و WASP-153b هما "زحلان ساخنان" ، مما يعني أنهما عملاقان غازان منخفضان الكثافة مع مدارات قريبة. يدوران حول الشموس الخاصة بهما ، وكلاهما من النجوم المبكرة من النوع G (المعروف أيضًا بالأقزام الصفراء ، مثل شمسنا) ، مع فترة مدارية 4.53 و 3.33 يومًا. WASP-156b ، في الوقت نفسه ، هو نبتون سوبر يدور حول نجم من نوع K (قزم برتقالي). كما أشاروا في دراستهم:
"WASP-151b و WASP-153b متشابهان نسبيًا. تشير كتلها التي تبلغ 0.31 و 0.39 M Jup والمحاور شبه الرئيسية التي تبلغ 0.056 AU و 0.048 AU على التوالي إلى جسمين بحجم زحل حول النجوم من النوع G المبكر بحجم V ~ 12.8. يشير نصف قطر WASP-156b البالغ 0.51R Jup إلى Super-Neptune ويجعله أصغر كوكب اكتشفه WASP على الإطلاق. كما أن كتلته التي تبلغ 0.128 M Jup هي الأخف ثالثًا التي تم اكتشافها بواسطة WASP بعد WASP-139b و WASP-107b. من المثير للاهتمام أيضًا حقيقة أن WASP-156 هو نجم ساطع (magV = 11.6) من النوع K ".
مجتمعة ، تمثل هذه الكواكب بعض الفرص الرئيسية لأبحاث الكواكب الخارجية. كما يشيرون ، "تقع هذه الكواكب الثلاثة أيضًا بالقرب من (WASP-151b و WASP-153b) أو أقل (WASP-156b) الحد الأعلى لصحراء نبتون". يشير هذا إلى ما لاحظه الفلكيون الحدوديون حول النجوم ، حيث من غير المرجح العثور على كواكب بحجم نبتون.
في الأساس ، من بين جميع الكواكب الخارجية قصيرة المدى (أقل من 10 أيام) التي تم اكتشافها حتى الآن ، تميل الأغلبية إلى أن تكون في فئة "Super-Earth" أو "Super-Jupiter". يُعزى هذا النقص في الكواكب التي تشبه نبتون إلى آليات مختلفة عندما يتعلق الأمر بتكوين وتطور كوكب المشتري الساخن والأرض الفائقة قصيرة المدى ، فضلاً عن كونه ناتجًا عن استنفاد غلاف الغاز الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية للنجم .
حتى الآن ، تم اكتشاف تسعة "سوبر نبتون" فقط. لذا فإن هذا الاكتشاف الأخير (الذي تعرف خصائصه جيدًا) يجب أن يوفر الكثير من الفرص للبحث. أو كما أوضحت الدكتورة Demangeon وزملاؤها في الدراسة:
“WASP-156b ، كونه واحدًا من عدد قليل جدًا من نبتون سوبر نيتون ، سيساعد على تقييد تشكيل كواكب حجم نبتون والانتقال بين الغاز وعمالقة الجليد. تؤكد تقديرات عمر هذه النجوم الثلاثة ميل بعض النجوم إلى أن تكون أعمارها متزامنة أقل بكثير من أعمارها المتزامنة ".
قدم الفريق أيضًا بعض التفسيرات المحتملة لوجود "صحراء نبتون" بناءً على النتائج التي توصلوا إليها. بالنسبة للمبتدئين ، اقترحوا أن تكون الهجرة غير المركزية العالية مسؤولة ، حيث تتشكل عمالقة الجليد بحجم نبتون في الروافد الخارجية لنظام نجمي وتهاجر إلى الداخل بمرور الوقت. ويشيرون أيضًا إلى أن اكتشافهم يقدم دليلاً مقنعًا على أن الإشعاع فوق البنفسجي واستنزاف غلاف الغاز يمكن أن يكون جزءًا رئيسيًا من اللغز.
ولكن بالطبع ، تشير الدكتورة ديمانجون وزملاؤها إلى ضرورة إجراء المزيد من البحوث لتأكيد فرضيتهم ، وأن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتقييد حدود ما يسمى "الصحراء النبتونية" بشكل صحيح. ويشيرون أيضًا إلى أن المهمات المستقبلية مثل القمر الصناعي للمسح الكواكب الخارجية العابرة لوكالة ناسا ورسالة PLAnetary Transits وتذبذبات النجوم (PLATO) التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ستكون ضرورية لهذه الجهود.
وخلصوا إلى أنه "من الواضح أنه من الضروري إجراء تحليل أشمل للتحقيق في جميع الآثار المحتملة الكامنة وراء هذه الفرضية". "إن مثل هذا التحليل هو خارج نطاق هذه الورقة ولكننا نعتقد أن هذه الفرضية تستحق التحقيق. في هذا السياق ، فإن البحث عن رفقاء لفترة طويلة قد يكون سببوا هجرة عالية غريب الأطوار أو تقدير عمر مستقل من خلال علم النجوم مع TESS أو أفلاطون سيكون مثيرا للاهتمام بشكل خاص ".
سمح العدد الهائل من اكتشافات الكواكب الخارجية التي تم إجراؤها في العقود الأخيرة لعلماء الفلك باختبار ومراجعة النظريات الشائعة حول كيفية تشكل الأنظمة الكوكبية وتطورها. وقد ساعدت هذه الاكتشافات نفسها أيضًا على تعزيز فهمنا لكيفية ظهور نظامنا الشمسي. في النهاية ، إن القدرة على دراسة مجموعة متنوعة من أنظمة الكواكب ، والتي هي مراحل مختلفة في تاريخها ، تسمح لنا بإنشاء نوع من الجدول الزمني للتطور الكوني.
