با سیاره K2-۳۶۰ b آشنا شوید؛ یک سیاره فراخورشیدی که ۷.۷ برابر جرم زمین را در توپی با اندازهای فقط ۱.۶ برابر زمین جای داده است. این امر به چگالیای حدود ۱۱ گرم بر سانتیمتر مکعب منجر میشود که برابر با چگالی سرب است.
این ویژگی، K2-۳۶۰ b را به متراکمترین سیاره در دستهبندی خود، یعنی “ابرزمینهای با دوره بسیار کوتاه” (USP)، تبدیل کرده است. اگرچه این دستهبندی بسیار خاص است، اما K2-۳۶۰ b همچنان در میان متراکمترین سیارههای فراخورشیدی شناختهشده قرار دارد.
دوره یک سیاره، همان چیزی است که ما آن را “سال” مینامیم: مدت زمانی که طول میکشد تا به دور ستاره میزبان خود بچرخد. K2-۳۶۰ b به دلیل سال بسیار کوتاهش، یعنی فقط ۲۱ ساعت (کمتر از یک روز زمینی)، نام “فوقالعاده کوتاه” را به خود اختصاص داده است.
نزدیکی شدید این سیاره به ستاره میزبان نهتنها به ستارهشناسان در کشف آن کمک کرد، بلکه سرنخهایی درباره علت چگالی بالای آن نیز فراهم کرده است.
این سیاره در سال1394 توسط مأموریت K2 ناسا کشف شد؛ زمانی که سایه آن هنگام عبور از مقابل ستاره میزبانش مشاهده شد. مشاهدات پیگیری به ستارهشناسان این امکان را داد تا جرم و شعاع آن را اندازهگیری کرده و سپس چگالی آن را محاسبه کنند.
چگالی سربمانند این ابرزمین، آن را در یک گروه بسیار خاص قرار میدهد. چگالی آن دو برابر چگالی زمین (۵.۵ گرم بر سانتیمتر مکعب) و همچنان بیشتر از دیگر سیارات متراکم مانند GJ 367b و TOI-1853b است.
البته TOI-4603b با چگالی شگفتانگیز ۱۴.۱ گرم بر سانتیمتر مکعب از K2-۳۶۰ b پیشی میگیرد، اما این جرم تقریباً در مرز تعریف سیاره فراخورشیدی قرار دارد و ممکن است بهتر باشد آن را یک کوتوله قهوهای یا “ستاره ناکام” بنامیم.
در طرف دیگر طیف، سیارات فراخورشیدی در منظومه Kepler ۵۱ قرار دارند که چگالی آنها فقط ۰.۰۳ گرم بر سانتیمتر مکعب است؛ تقریباً معادل چگالی پشمک.
برای کشف علت سختی K2-۳۶۰ b، تیم تحقیقاتی مدلی از ساختار داخلی این ابرزمین بر اساس مشاهدات آن و ستاره میزبانش ایجاد کردند. بر اساس این مدل، به نظر میرسد که این سیاره هسته آهنی بزرگی دارد که حدود ۴۸ درصد جرم آن را تشکیل میدهد.
اما چنین سیارهای چگونه شکل میگیرد؟ پژوهشگران پیشنهاد میدهند که این جرم در واقع هسته مرده سیارهای بزرگتر بوده که زمانی در فاصلهای دورتر از ستاره قرار داشته است. با گذشت زمان، این سیاره به سمت داخل منظومه مهاجرت کرده و در آنجا، تابش شدید، گازهای اتمسفر آن را از بین برده و یک سنگ جامد بهجا گذاشته که احتمالاً پوشیده از اقیانوسهای مذاب است.
سرنخهایی از این سناریو در لرزش ستاره میزبان پیدا شد. مشخص شد که K2-۳۶۰ b در این منظومه تنها نیست – سیارهای بزرگتر به نام K2-۳۶۰ c نیز در فاصله دورتر وجود دارد که اندازه و چگالی آن احتمالاً مشابه نپتون است.
“مدلهای دینامیکی ما نشان میدهند که K2-۳۶۰ c میتوانسته سیاره داخلی را از طریق فرآیندی به نام مهاجرت با خروج از مرکز بالا به مدار فعلی آن هدایت کند،” آلساندرو ترانی، اخترفیزیکدان مؤسسه نیلز بور میگوید.
“این فرآیند شامل تعاملات گرانشی است که ابتدا مدار سیاره داخلی را بسیار بیضوی میکند و سپس نیروهای جزر و مدی به تدریج آن را نزدیک به ستاره دایروی میسازند. یا اینکه دایروی شدن مدار میتوانسته به دلیل انحراف محور چرخش سیاره ایجاد شود.”
این مطالعه شواهد بیشتری ارائه میدهد که جهان پر از سیارات عجیب و غریبی است که فقط در رویاهای نویسندگان علمی-تخیلی دیده میشود.
