آیا "مگا زمین ها" واقعی هستند؟ فعالیت ستاره ای ممکن است این جهان های سنگی بزرگ را توضیح دهد

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

یک مطالعه جدید نشان می دهد که برخی از سنگین ترین سیارات صخره ای که تاکنون گزارش شده اند ممکن است به اندازه ظاهر سنگین نباشند. این سیارات صخره‌ای که بیش از 10 زمین وزن دارند، به اصطلاح «مگا زمین‌ها» می‌توانند توهمی باشند که در اثر فعالیت بر روی ستاره‌های میزبانشان ایجاد می‌شود. این مقاله در 8 اکتبر به سرور preprint arXiv پست شد.

سیارات دیگر دنیاهای صخره ای برهنه نیستند و با تجمع گاز از دیسک خود در حدود 1.5 تا 1.75 برابر شعاع زمین، که مربوط به حدود 4 تا 5 جرم زمین است، شروع به ایجاد یک پوشش گازی می کنند. تئوری حد بالایی را در این محدوده جرم پیشنهاد می کند. حتی در آن زمان، شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که بعید است یک سیاره صخره‌ای صرفا بیش از 10 جرم زمین رشد کند. این به این دلیل است که هسته ای به این بزرگی باید پوشش ضخیمی از گاز را از دیسکی که در آن تشکیل شده است بکشد.

با این حال، ستاره شناسان چند سیاره بالاتر از این آستانه پیدا کرده اند که متراکم و بدون گاز هستند. اگر آنها واقعی باشند، به مسیرهای شکل گیری استثنایی نیاز دارند، مانند برخورد پس از ناپدید شدن دیسک گاز، یا باید هسته های خالی سیارات غول پیکر سابق باشند.

ستاره شناسان به احتمال دیگری نیز نگاه می کنند: فعالیت ستاره میزبان. جرم سیاره‌ها با استفاده از روش سرعت شعاعی (RV) اندازه‌گیری می‌شود، که اندازه‌گیری می‌کند یک سیاره چقدر ستاره خود را به جلو و عقب می‌کشد. ستارگان با فعالیت مغناطیسی قوی، اندازه گیری دقیق جرم را از این طریق دشوار می کنند. همانطور که لکه‌های ستاره‌ای و تکه‌های درخشان روی سطوح آن‌ها در داخل و خارج از دید می‌چرخند، تکان‌هایی تولید می‌کنند که می‌توانند کشش گرانشی سیاره را تقلید کنند. این "صدای" ستاره ای می تواند سیگنال ضعیف یک سیاره کوچک را خفه کند یا گاهی اوقات آن را اغراق آمیز کند، بنابراین سیارات ممکن است با تخمین جرمی که خیلی زیاد است به پایان برسد.

در این مطالعه، اخترشناسان کیسی برینکمن و نیکلاس کوان تصمیم گرفتند تا واقعی بودن این ابرزمین ها را آزمایش کنند. آنها با سیارات کوچک زیر چهار برابر زمین از آرشیو سیارات فراخورشیدی ناسا شروع کردند و فقط سیاراتی را نگه داشتند که جرم آنها با روش سرعت شعاعی اندازه گیری شده بود. با رها کردن سیارات با تخمین جرم ضعیف یا غیرمستقیم، آنها با 333 سیاره در نمونه خود باقی ماندند.

آنها برای تشخیص هر رفتار عجیب و غریب، جرم سیاره را بر اساس اندازه ترسیم کردند. با انجام این کار، آنها هشت سیاره با ترکیبات نادر پیدا کردند. هر هشت نفر بیش از 10 جرم زمین وزن داشتند. چهار مورد دارای تراکم سنگی بودند: WASP-84 c، TOI-1347 b، TOI-2322 c و HD 63433 b. چهار سیاره دیگر سیاراتی متراکم بودند که می توانستند آب یا سایر مواد فرار سنگین را در خود نگه دارند اما گاز هیدروژن-هلیوم کمی داشتند: GJ 523 b، TOI-815 c، HD 18599 b و GJ 143 b.

آنها سپس با استفاده از درخشش کلسیم در جو آن، بررسی کردند که هر ستاره میزبان چقدر از نظر مغناطیسی فعال است. محققان در این مقاله توضیح می دهند که آنها از کلسیم استفاده کردند زیرا "خطوط Ca II H&K به ویژه به گرمایش مغناطیسی در کروموسفر حساس هستند و شار بیشتری در هسته این خطوط تولید می کنند." آنها همچنین به منحنی های نور TESS برای سوسو زدن لکه هایی که در داخل و خارج از دید می چرخند نگاه کردند.

معلوم شد که هر هشت ستاره میزبان فعال هستند. این تیم احتمال یافتن چهار ابرزمین سنگی را در اطراف ستارگان فعال محاسبه کردند که تقریبا 1٪ بود و برای هر هشت نفر، این احتمال فقط کسری از درصد بود. آنها همچنین هیچ دلیل فیزیکی پیدا نکردند که چرا ستارگان جوان و فعال باید چنین سیاراتی را ترجیح دهند. در هر صورت، شکل‌گیری چنین سیاره‌ای سنگین باید بیشتر طول بکشد، که به نفع ستاره‌های مسن‌تر خواهد بود.

محققان می‌گویند: «بنابراین ما انتظار نداریم که ستاره‌های جوان ترجیحا میزبان این جهان‌ها باشند و حداقل توزیع یکنواخت ابرزمین‌ها را در طول سن ستاره میزبان و سطح فعالیت پیش‌بینی می‌کنیم، اگر این ترجیح نسبت به سیستم‌های قدیمی‌تر نباشد».

محققان همچنین به سیگنال هایی اشاره کردند که غیرقابل اعتماد به نظر می رسیدند. برای سه سیاره، سیگنال نسبت به نویز برای تکنیک استاندارد، به نام مدل‌سازی فرآیند گاوسی، بسیار ضعیف بود تا بتوان آن را به‌طور قابل اعتماد بازیابی کرد. سیارات دیگر دارای دوره های مداری نزدیک به دوره چرخش ستاره بودند که جدا کردن سیگنال سیاره از سیگنال ستاره را دشوار می کرد. علاوه بر این، یک تیم جرم HD 63433 b را 37 جرم زمین اندازه‌گیری کردند، در حالی که داده‌های تیمی دیگر حدود 21 را نشان داد که آن را به یک مورد قابل توجه تبدیل کرد.

از این رو، محققان به این نتیجه رسیدند که سیارات می توانند به دلیل فعالیت ستارگان میزبان، حجیم به نظر برسند. محققان می نویسند: "محتمل ترین مقصر برای این توده های بزرگتر از حد انتظار تورم مصنوعی ناشی از فعالیت ستاره ای است" و افزودند، "به ویژه برای سیستم هایی که چرخش ستاره ای و دوره های مداری سیاره ای مشابه دارند."

آنها همچنین هیچ "شواهد قانع کننده ای" پیدا نکردند که سیارات سنگی باید بیش از 10 جرم زمین تشکیل شوند. محققان در مورد قابلیت اطمینان روش استاندارد برای سیارات اطراف ستارگان فعال تردید دارند، زیرا فعالیت آنها می تواند اندازه گیری جرم را آلوده کند.

علاوه بر این، محققان برای ردیابی تغییرات و ترکیب اثرات فعالیت ستاره‌ای با دقت، خواستار اندازه‌گیری‌های مکرر سرعت شعاعی با فواصل زمانی کوتاه‌تر بین مشاهدات شدند. آنها بر اهمیت اندازه گیری جرم سیاره با توجه به اینکه چگونه یک طبقه بندی نادرست می تواند نظریه های تشکیل سیاره را به چالش بکشد، تاکید می کنند.

نوشته شده توسط نویسنده ما Shreejaya Karantha، ویرایش شده توسط Gaby Clark، و بررسی واقعیت و بازبینی توسط رابرت ایگان - این مقاله نتیجه کار دقیق انسانی است. ما برای زنده نگه داشتن روزنامه نگاری علمی مستقل به خوانندگانی مانند شما متکی هستیم. اگر این گزارش برای شما مهم است، لطفا یک کمک مالی (به ویژه ماهانه) در نظر بگیرید. به عنوان تشکر، یک حساب کاربری بدون آگهی دریافت خواهید کرد.

کیسی ال. برینکمن و همکاران، "مگا زمین ها" احتمالا مصنوع از فعالیت های ستاره ای هستند، arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2610.12600

شریجایا کارانتا یک نویسنده علمی و ارتباط دهنده نجوم مستقر در هند است که بر اخترفیزیک و کیهان اولیه تمرکز دارد. نمایه کامل →

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →