کشف سیاره‌های غول‌پیکر پیرامون یک ستاره جوان که نظریه‌های پیدایش سیاره‌ها را به چالش می‌کشد

* پژوهشگران ستاره‌ای جوان را شناسایی کرده‌اند که چهار سیاره‌ی هم‌اندازه‌ی مشتری و کیوان در مدار پیرامون خود دارد. این نخستین بارست که این همه سیاره‌ی غول‌پیکر در چنین سامانه‌ی جوانی یافته می‌شود.

برداشن هنری از چهار غول گازی پیرامون ستاره‌ی بسیار جوان سی‌آی گاو

این سامانه همچنین رکورددار دورترین مدارهای سیاره‌ها پیرامونش است که تاکنون دیده شده: فاصله‌ی بیرونی‌ترین سیاره‌اش از آن هزار برابر فاصله‌ی درونی‌ترین سیاره‌اش است، و این پرسش‌هایی هیجان‌انگیز را درباره‌ی چگونگی پیدایش چنین خانواده‌ای پیش می‌آورد.

این ستاره تنها دو میلیون سال سن دارد که در استاندارد اخترشناسی یک کودک نوپاست؛ همچنین با قرص غول‌پیکری از غبار و یخ در میان گرفته شده که به نام قرص پیش‌سیاره‌ای شناخته می‌شود و جاییست که سیاره‌ها، ماه‌ها، سیارک‌ها و دیگر اجرام نجومی در یک سامانه‌ی ستاره‌ای پدید می‌آیند.

این ستاره از پیش به یک دلیل دیگر ستاره‌ای ویژه بود زیرا نخستین ستاره‌ای به این جوانی بود که یک سیاره‌ی به اصطلاح "مشتری داغ" پیرامونش یافته شده بود- مشتری‌های داغ سیاره‌های غول‌پیکری هستند که بسیار به ستاره‌شان نزدیکند. مشتری‌های داغ اگرچه نخستین نمونه‌ی فراسیاره‌های (سیاره‌های فراخورشیدیِ) یافته شده بودند، ولی وجودشان مدت‌هاست که دانشمندان را با پرسش روبرو کرده زیرا بسیار به ستاره‌شان نزدیک‌تر از آنند که همان جا پدید آمده باشند.

اکنون گروهی از دانشمندان دانشگاه کمبریج با بهره از آرایه‌ی بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (آلما) به جستجوی سیاره‌های هم‌خانواده‌ی دیگری برای این مشتری داغ جوان پرداخته‌اند. عکس‌هایی که این پژوهشگران به کمک آلما گرفتند سه شکاف جداگانه را در قرص پیرامون ستاره نشان می داد که بر پایه‌ی مدل‌های نظری دانشمندان، به احتمال بسیار توسط سه غول گازی دیگر که آنها هم در مدار این ستاره‌ی جوانند پدید آمده‌اند.

این ستاره "سی‌آی گاو" (CI Tau) نامیده می‌شود و با فاصله‌ی ۵۰۰ سال نوری از زمین، در یکی از مناطق ستاره‌زایی بسیار بارورِ کهکشان جای دارد. چهار سیاره‌ی این ستاره مدارهایی بسیار گوناگون دارند: آن که نزدیک‌ترین است (همان مشتری داغ) فاصله‌ی مداری‌اش از ستاره هم‌ارز مدار سیاره‌ی تیر با خورشید است، ولی دورترین سیاره، فاصله‌اش هم‌ارز سه برابر فاصله‌ی نپتون است. دو سیاره‌ی بیرونی تقریبا هم‌جرم کیوان‌اند و دو سیاره‌ی درونی به ترتیب حدود یک و ده برابر مشتری‌اند.

این کشف پرسش‌های بسیاری را برای اخترشناسان پیش آورده. حدود ۱ درصد ستارگان میزبان مشتری‌های داغند، ولی بیشتر مشتری‌های داغِ شناخته شده صدها برابر پیرتر از مال سی‌آی گاو هستند. پرفسور کتی کلارک از بنیاد اخترشناسی کمبریج می‌گوید: «ما فعلا نمی‌توانیم بگوییم که آیا پیکره‌بندی دیده شده در سی‌آی گاو یک پیکره‌بندی رایج در سامانه‌های مشتری داغ است یا نه، دلیلش هم چگونگی یافته شدن آن سه غول گازیِ دیگر در آنست- ما آنها را به کمک اثری که روی قرص پیش‌سیاره‌ای داشتند شناسایی کردیم، و این روش برای سامانه‌های پیرتر که دیگر یک قرص پیش‌سیاره‌ای ندارند کارایی ندارد.»

به گفته‌ی اخترشناسان، روشن نیست که آیا آن سه سیاره‌ی دیگر نقشی در رانده شدن ستاره‌ی درونی به چنین مدار تنگی داشته‌اند یا نه و آیا کلا این همان سازوکاریست که مشتری‌های داغ را پدید می‌آورد یا نه. راز دیگر اینست که آن دو سیاره‌ی بیرونی اصلا چگونه پدید آمده‌اند.

کلارک می‌گوید: «مدل‌های ما برای چگونگی ساخته شدن سیاره‌ها بر پایه‌ی ساخته شدن همان گونه سیاره‌هاییست که پیش از این دیده‌ایم، بنابراین سیاره‌هایی که تازه می‌یابیم لزوما به این مدل‌ها سازگار نیستند. گمان بر اینست که سیاره‌های هم‌جرم کیوان نخست یک هسته‌ی جامد می‌سازند و سپس لایه‌هایی از گاز روی خود گرد می‌آورند، ولی این فرآیندها در فاصله‌های دور از ستاره می‌بایست بسیار کند باشد. بیشتر مدل‌های ما درباره‌ی ساخته شدن سیاره در چنین فاصله‌ی دوری از ستاره به مشکل بر می‌خورند.»

در آینده این سامانه‌ی پیچیده در طول موج‌های گوناگون بررسی خواهد شد تا سرنخ‌های بیشتری درباره‌ی ویژگی‌های قرص و سیاره‌هایش به دست آید. و آلما (نخستین تلسکوپ با توانایی تصویربرداری از سیاره‌هایی که تازه دارند ساخته می‌شوند) هم احتمالا با رو کردن شگفتی‌های بیشتر در سامانه‌های دیگر، دیدگاه تازه‌ای از چگونگی پیدایش سامانه‌های سیاره‌ای به ما خواهد داد.

یافته‌های این دانشمندان در نشریه‌ی آستروفیزیکال جورنال لترز منتشر شده است.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

star - Jupiter - Saturn - planet - protoplanetary disc - asteroid - hot Jupiter - University of Cambridge - Atacama Large Millimeter/submillimeter Array - ALMA - Astrophysical Journal Letters - CI Tau - stellar nursery - galaxy - Mercury - Neptune - Cathie Clarke - Cambridge's Institute of Astronomy - planetary system

منبع: دانشگاه کمبریج

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان