کشف دو دنیای بیگانه را در اطراف ستاره‌های مرده

هیچ ستاره‌ای مرگ آرامی ندارد. حتی آرام‌ترین مرگ‌های ستاره‌ای شامل فرآیندهایی مثل لرزه، فوران و انتشار مقدار زیادی جرم به فضای اطراف هستند. سرنوشت خورشید نیز همین خواهد بود.

خورشید ما در پایان عمر خود به غول سرخ عظیمی تبدیل می‌شود که می‌تواند تا مدار مریخ گسترش یابد و سرانجام با ازدست‌دادن لایه‌های بیرونی، هسته‌اش به کوتوله سفید فوق چگالی فرو خواهد پاشید.

با این‌حال چه بر سر سیاره‌های باقی‌مانده خواهد آمد؟ آیا اختلال در مدار سیاره‌ها باعث سرگردانی آن‌ها می‌شود یا ستاره کوتوله آن‌ها را می‌بلعد؟ آیا ممکن است این سیاره‌ها بدون هیچ تغییری تا تریلیون‌ها سال در مدار ستاره مرده خود باقی بمانند؟

پژوهشی جدید به سرنوشت احتمالی سیاره‌های منظومه شمسی اشاره می‌کند. ستاره‌شناس‌ها با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب به تصاویر مستقیمی از دو غول گازی رسیدند که به نظر می‌رسد در مدار ستاره‌های کوتوله سفید قرار گرفته‌اند.

دو سیاره یادشده نه‌تنها به‌شدت به غول‌های گازی مشتری و زحل در منظومه شمسی شباهت دارند، بلکه کوتوله‌های سفید هم سرنوشت احتمالی خورشید را مجسم می‌کنند. پیش از آنکه خورشید وارد فاز کوتوله سفید شود، تغییرات ناشی از انبساط آن در مرحله غول سرخ به نابودی سیاره‌های داخلی منظومه شمسی می‌انجامد.

سوزان مولای، مؤلف ارشد پژوهشی می‌گوید: تاکنون تعداد کمی سیاره در اطراف ستاره‌های کوتوله سفید کشف شده‌اند. نکته‌ی جالب توجه درباره‌ این سیاره‌های کاندید این است که از نظر دما، جرم، سن و تفکیک مداری شباهت زیادی به سیاره‌های خارجی منظومه شمسی دارند. به این ترتیب برای اولین بار می‌توانیم به سرنوشت یک منظومه سیاره‌ای پس از مرگ ستاره‌اش پی ببریم.

چشم‌انداز آینده

کاندیدهای سیاره‌ای با ابزار فروسرخ میانی جیمز وب (MIRI) در مدار کوتوله‌های سفید WD ۱۲۰۲-۲۳۲ و WD ۲۱۰۵-۸۲ رصد شدند. فاصله‌ی یکی از سیاره‌ها از ستاره کوتوله سفید خود تقریبا ۱۱٫۵ واحد نجومی است (یک واحد نجومی برابر است با فاصله زمین و خورشید)، در حالی که سیاره کاندید دیگر در فاصله‌ی دورتر ۳۴٫۵ واحد نجومی از ستاره‌اش قرار دارد.

جرم‌های سیاره‌ها در حال حاضر نامشخص است و بین ۱ تا ۷ برابر سیاره مشتری تخمین زده می‌شوند که سنگین‌ترین سیاره منظومه شمسی است.

بااین‌حال کشف سیاره‌های جدید نشان می‌دهد که پس از مرگ خورشید چه بلایی بر سر سیاره‌های آن سوی مریخ خواهد آمد. علاوه بر این کوتوله‌های سفید کشف‌شده دربردارنده‌ی عنصرهای سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم یا عنصرهای فلزی هستند. این یافته همچنین می‌تواند چشم‌اندازی از آینده‌ی اجرام کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری را پس از مرگ خورشید ارائه دهد.

این احتمال وجود دارد که سیاره‌های گازی با هدایت دنباله‌دارها و سیارک‌ها به سطح ستاره‌ها، به آلودگی فلزی بینجامند. وجود سیاره‌های جدید می‌تواند ارتباط بین آلودگی فلزی و سیاره‌ها را تأیید کند. از آنجا که ۲۵ الی ۵۰ درصد از کوتوله‌های سفید این نوع آلودگی را از خود نشان می‌دهند، بنابراین غول‌های گازی از سیاره‌های رایج در اطراف کوتوله‌های سفید به شمار می‌روند.

از زمان کشف اولین سیاره‌ فراخورشیدی در اواسط دهه‌ی ۱۹۹۰، ستاره‌شناس‌ها تاکنون بیش از ۵۵۰۰ سیاره خارج از منظومه شمسی کشف کرده‌اند. تا آوریل ۲۰۲۰، تنها ۵۰ عدد از این سیاره‌های فراخورشیدی به روش تصویربرداری مستقیم کشف شده بودند. دلیل اصلی دشوار بودن این روش، تأثیر نور ستاره‌ی میزبان بر نور سیاره بود، به‌طوری‌که رصد مستقیم سیاره‌ی فراخورشیدی مشابه دیدن یک کرم شب‌تاب در مقابل نور درخشان فانوس دریایی است.

بنابراین، سیاره‌های فراخورشیدی معمولا از طریق اثری که بر نور ستاره‌ی میزبان می‌گذارند مثل کاهش خروجی نور یا گذار کشف می‌شوند. به گفته‌ی مولای:

از دو سیاره فراخورشیدی به روش مستقیم عکس‌برداری کردیم به طوری که با ثبت تصویر آن‌ها به بررسی نور تولیدشده از سیاره پرداختیم. اغلب سیاره‌های فراخورشیدی با استفاده از روش گذار یا با اندازه‌گیری حرکت ستاره کشف می‌شوند. این روش‌های غیر مستقیم معمولا برای سیاره‌های نزدیک به ستاره مفید هستند. بااین‌حال روش عکس‌برداری مستقیم برای جستجوی سیاره‌های دورتر از ستاره‌ها مفیدتر است.

جیمز وب با رصد مستقیم سیاره‌های یادشده به بررسی دنیاهای بیشتری از این دست کمک می‌کند. حالا دانشمندان می‌توانند به بررسی ویژگی‌هایی مثل ترکیب جوی سیاره‌ها بپردازند و به صورت مستقیم جرم و دمای آن‌ها را اندازه‌گیری کنند. از سویی ممکن است ویژگی‌های عجیب این سیاره‌ها نشانه‌ای بر وجود قمرهای فراخورشیدی باشند.

به داده‌های بیشتری برای تأیید یافته‌ها نیاز داریم. در آینده می‌توان از قابلیت‌های جیمز وب مثل عکس‌برداری چندباندی و طیف‌سنجی برای رصد این منظومه‌ها استفاده کرد.

یافته‌های مطالعه برای انتشار در مجله‌ی The Astrophysical پذیرفته و در پایگاه داده آرکایو موجود است.

منبع: خبرآنلاین