سیارات فراخورشیدی: مشتر‌های داغ تازه‌متولدشده

سیارات فراخورشیدی: مشتر‌های داغ تازه‌متولدشده

دسته‌ای از سیارات فراخورشیدی وجود دارند که به آن‌ها مشتری‌های داغ گفته می‌شود. این سیارات که غول‌هایی شبیه سیاره‌ی مشتری هستند، نسبت به مشتری صد برابر نزدیک‌تر به دور ستاره‌ی میزبانشان می‌گردند. به احتمال زیاد این سیارات در بخش‌های بیرونی قرص اولیه‌ (محل تشکیل ستاره و سیارات دیگرش) به وجود آمده‌اند و سپس به سمت داخل منظومه مهاجرت کرده‌اند و هیچ‌گاه با ستاره‌ی میزبانشان برخورد نکرده‌اند. زمان دقیق مهاجرت این مشتر‌ی‌های داغ هنوز مشخص نیست. این‌که آیا این اتفاق اوایل عمر سیاره افتاده است یا هنگامی که تعداد زیادی سیاره‌ی دیگر شکل گرفته و فعل‌ و انفعالات گوناگونی بین آن‌ها به وجود آمده است، مشخص نیست. باوجود این‌که تاکنون تعداد زیادی از این مشتری‌های داغ که حول ستاره‌های خورشید مانند می‌گردند مشاهده شده‌اند، ولی هنوز نمی‌توان گفت که هیچ‌یک از آن‌ها مربوط به سیستم‌هایی با ستاره‌های جوان بوده‌اند، چرا که ستاره‌های جوان فعالیت مغناطیسی قوی‌ای دارند که مشاهده‌ی سیگنال مربوط به سرعت شعاعی سیاره‌های غول را دشوار می‌کند.

شکل ۱. منحنی بالا داده‌های خام و برازش مدل موجود بر داده‌ها را نشان می‌دهد. رنگ‌های مختلف نشان‌دهنده‌ی مجموعه‌های مختلفی از داده هستند. منحنی میانی سرعت‌ شعاعی فیلترشده و بهترین برازش سینوسی بر داده‌ها را نشان می‌دهد. دوره‌ی تناوب و نیم‌دامنه‌ی سیگنال سرعت شعاعی سیاره برابر با ۴.۹۳ روز و ۷۵ متر بر ثانیه است. منحنی پایین سرعت شعاعی باقی‌مانده از حذف سیگنال سیاره و فیلتر فعالیت آن را نشان می‌دهد. نمودار آخر شکل ۱، سرعت شعاعی با فعالیت فیلترشده و تطبیق داده شده بر دوره‌ی تناوب مداری سیاره (۴.۹۳ روز) را نشان می‌دهد. با وجود این‌که برازش داده‌ها بر مدار بیضوی بهتر از مدار دایره‌ای است ولی اهمیت آماری به‌دست‌آمده (۰.۳) برای تصمیم‌گیری ناچیز است.

شکل ۱. منحنی بالا داده‌های خام و برازش مدل موجود بر داده‌ها را نشان می‌دهد. رنگ‌های مختلف نشان‌دهنده‌ی مجموعه‌های مختلفی از داده هستند. منحنی میانی سرعت‌ شعاعی فیلترشده و بهترین برازش سینوسی بر داده‌ها را نشان می‌دهد. دوره‌ تناوب و نیم‌دامنه‌ی سیگنال سرعت شعاعی سیاره برابر با ۴.۹۳ روز و ۷۵ متر بر ثانیه است. منحنی پایین سرعت شعاعی باقی‌مانده از حذف سیگنال سیاره و فیلتر فعالیت آن را نشان می‌دهد. نمودار آخر شکل ۱، سرعت شعاعی با فعالیت فیلترشده و تطبیق داده شده بر دوره‌ تناوب مداری سیاره (۴.۹۳ روز) را نشان می‌دهد. با وجود این‌که برازش داده‌ها بر مدار بیضوی بهتر از مدار دایره‌ای است ولی اهمیت آماری به‌دست‌آمده (۰.۳) برای تصمیم‌گیری ناچیز است.

در این مقاله، محققان نشان می‌دهند که مشتری‌های داغ حول ستاره‌های جوان می‌توانند در طیف‌های با وضوح بالا نمایان شوند. آن‌ها در داده‌هایی که اواخر سال ۲۰۱۵ از سرعت شعاعی ستاره‌ی V830 Tau گرفته‌اند، موجی سینوسی با دوره‌ تناوب ۴.۹۳ روز و نیم‌دامنه‌ی ۷۵ متر بر ثانیه را مشاهده کرده‌اند (شکل ۱). این سیگنال به دوره‌ تناوب چرخشی V830 Tau که برابر با ۲.۷۴ روز است ارتباطی ندارد و به نظر می‌آید که سیاره‌ای با ۰.۷۷ جرم مشتری در فاصله‌ی ۰.۰۵۷ واحد نجومی به دور ستاره‌ی میزبان می‌گردد. بر اساس این مشاهدات و محاسبات مربوطه، به نظر می‌آید که مشتری‌های داغ می‌توانند در کم‌تر از ۲ میلیون سال به سمت داخل منظومه مهاجرت کنند که این مهاجرت به احتمال زیاد مربوط به فعل‌وانفعالات قرص سیاره‌ای است. این نتیجه نظریه‌ی موجود که سیارات غول در قرص‌های پیش‌سیاره‌ای گازی مهاجرت می‌کنند را تایید می‌کند.

V830 Tau یک ستاره‌ی T Tauri (ستاره‌های جوان خورشید مانند با عمری کم‌تر از ۱۰ میلیون سال) با عمر تخمینی حدود ۲ میلیون سال است. دوره‌ تناوب چرخشی این ستاره (۲.۷۴ روز) تقریبا ۱۰ برابر کم‌تر از خورشید است. برخلاف ۸۰٪ ستاره‌های T Tauri در منطقه‌ی ستاره‌زای Taurus، این ستاره هیچ تابش مازاد فروسرخی از خود نشان نمی‌دهد که نشان می‌دهد بخش قابل توجهی از قرص برافزایشی داخلی آن از هم پاشده شده است. در نتیجه این ستاره برای مطالعه‌ی مشترهای‌ داغ در مراحل اولیه‌ی ستاره و شکل‌گیری سیارات آن بسیار مناسب است.

عنوان اصلی مقاله: A hot jupiter orbiting a 2-Myr-old solar-mass T Tauri star
نویسندگان: JF Donati, et al.
این مقاله در نشریه‌ی Nature چاپ شده است.
لینک مقاله‌ی اصلی: http://arxiv.org/abs/1606.06236
گردآوری: آزاده کیوانی

 

دسته‌ها: مقالات روز

درباره نویسنده

آزاده کیوانی

پژوهشگر پَسادکترا در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا است که در زمینه‌ی اخترفیزیک ذره‌ای پژوهش می‌کند. در حال حاضر عضو تیم تحقیقاتی AMON و هم‌چنین عضو رصدخانه‌ی نوترینوی IceCube است. او در سال ۲۰۱۳ دکترای خود را در رشته‌ی اخترفیزیک از دانشگاه ایالتی لوییزیانا گرفته است و در طول تحصیلات تکمیلیش عضو رصدخانه Pierre Auger بوده است. پروژه‌ی دکترای او بررسی تأثیرات میدان مغناطیسی کهکشان راه شیری بر روی انحراف پرتوهای کیهانی پرانرژی در راستای شناخت منشأ و نوع این ذرات بوده است.

یک دیدگاه بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.
بخش‌های لازم مشخص شده‌اند*