کشف نخستین سیاره غول‌پیکر پیرامون یک کوتوله سفید

این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر

پژوهشگران به کمک تلسکوپ بسیار بزرگ (وی‌ال‌تی) در رصدخانه‌ی جنوبی اروپا توانسته‌اند برای نخستین بار شواهدی از یک سیاره‌ی غول‌پیکر در مدار یک کوتوله‌ی سفید -بازمانده‌ی یک ستاره‌ی خورشیدسان- بیابند. این سیاره به اندازه‌ای به این کوتوله‌ی سفیدِ داغ نزدیک است که در اثر تابش‌های کوتوله، جَوَش دارد از آن جدا می‌شود و از هم‌اکنون یک قرص گازی به گرد ستاره پدید آورده است. این سامانه‌ی کم‌مانند که با فاصله‌ی ۱۵۰۰ سال نوری از زمین، در صورت فلکی خرچنگ جای دارد، می‌تواند نمایی از آنچه سامانه‌ی خورشیدی در آینده‌ی دور خواهد بود را به ما نشان بدهد.

بوریس یانسیکه، رهبر این پژوهش از دانشگاه وارویک بریتانیا می‌گوید: «یکی از آن یافته‌های اتفاقی بود.» این پژوهشگران حدود ۷۰۰۰ کوتوله‌ی سفیدی که در "پیمایش دیجیتالی آسمان اسلون" دیده شده بود را واکاوی کردند و یکی را دیدند که مانند دیگران نبود. آنها با بررسی تغییرات کوچکی که در نور این ستاره دیده می‌شد رد عنصرهایی شیمیایی را پیرامون آن و در مقادیری که هرگز در کوتوله‌های سفید دیده نشده بود یافتند. «ما دانستیم که باید چیزی استثنایی در این سامانه رخ داده باشد، و حدس زدیم که شاید مربوط به گونه‌ای پسماند سیاره‌ای باشد.»

این دانشمندان برای آشناتر شدن با ویژگی‌های این ستاره‌ی شگفت‌انگیز که "دبلیودی‌جی۰۹۱۴+۱۹۱۴" نام دارد، آن را با کمک طیف‌نگار X-افکنِِ تلسکوپ بسیار بزرگ بررسی کردند. رصدهای بیشتر وجود هیدروژن، اکسیژن و گوگرد را کنار کوتوله‌ی سفید تایید کرد. آنها با بررسی جزییات طیفی پی بردند که این عنصرها در قرصی از گاز پیرامون کوتوله‌ی سفید است نه در خود آن.

ماتیاس شرایبر از دانشگاه والپاریزوی شیلی که دگرگونی‌های گذشته و آینده‌ی این سامانه را برآورد کرده می‌گوید: «چند هفته به سختی فکر کردیم تا فهمیدم که تنها راه برای ساختن چنین قرصی، تبخیر یک سیاره‌ی غول‌پیکر است.»

فراوانیِ (مقدارِ) هیدروژن، اکسیژن و گوگردی که دیده شده همانند فراوانی‌هایی‌ست که در ژرفای لایه‌های جو سیاره‌های غول یخی‌ای مانند نپتون و اورانوس دیده شده است. اگر یک چنین سیاره‌ای در مداری نزدیک به یک کوتوله‌ی سفید داغ باشد، تابش‌های شدید فرابنفشِ این ستاره باعث جدا شدن لایه‌های بیرونی سیاره شده و بخشی از آن با ساختن قرصی برافزایشی به درون کوتوله کشیده خواهد شد. این چیزیست که دانشمندان گمان می‌کنند دارند پیرامون دبلیودی‌جی۰۹۱۴+۱۹۱۴ می‌بینند: نخستین سیاره‌ی تبخیرشونده‌ای که دارد به گرد یک کوتوله‌ی سفید می‌چرخد.

اخترشناسان از بریتانیا، شیلی و آلمان با ترکیب داده‌های رصدی و مدل‌های نظری توانستند تصویری روشن‌تر از این سامانه‌ی بی‌نظیر پدید آورند. این کوتوله‌ی سفید جرمی کوچک است و با دمای سوزان ۲۸۰۰۰ درجه‌ی سلسیوس (پنج برابر دمای خورشید)، بی‌اندازه داغ. برخلاف آن، سیاره یخی است و بزرگ- دستکم دو برابر خود کوتوله‌ی سفید. چون مدارش بسیار به ستاره نزدیک است و تنها در ۱۰ روز آن را دور می‌زند، فوتون‌های پرانرژی ستاره کم کم دارند جَوَش را از آن جدا می‌کنند. بیشتر این گازهای جدا شده از سیاره به فضا می‌گریزند ولی بخشی از آن با آهنگ ۳۰۰۰ تُن در ثانیه به درون قرصی چرخان پیرامون ستاره کشیده می‌شود. همین قرص بود که وجود این سیاره‌ی پنهان را آشکار کرد.

اودت تولوزا از دانشگاه وارویک که مدلی برای قرص گازی پیرامون این کوتوله‌ی سفید پدید آورده می‌گوید: «این نخستین بارست که می‌توانیم میزان گازهایی مانند اکسیژن و گوگرد را در قرص اندازه بگیریم، که سرنخ‌هایی از همنهش‌های جو فراسیاره‌ها (سیاره‌های فراخورشیدی) به ما می‌دهد.»

یانسیکه می‌افزاید: «این کشف همچنین پنجره‌ای تازه رو به سرنوشت پایانی سامانه‌های سیاره‌ای می‌گشاید.»

ستارگانی مانند خورشید در بیشتر زندگی خود در هسته‌شان هیدروژن می‌سوزانند. با ته کشیدن این سوخت، ستاره پف می‌کند و با تبدیل به غول سرخ، صدها بار بزرگ‌تر شده و سیاره‌های نزدیکش را می‌بلعد. در سامانه‌ی خورشیدی، در ۵ میلیارد سال دیگر سیاره‌های تیر، ناهید و زمین در خورشید فرو رفته و بلعیده خواهند شد. در پایان، ستارگان خورشیدسان لایه‌های بیرونی خود را از دست داده و تنها یک هسته‌ی سوخته به نام کوتوله‌ی سفید به جا می‌گذارند. این جنازه‌های ستاره‌ای هنوز هم می‌توانند میزبان سیاره باشند و گمان می‌رود سامانه‌های ستاره‌ای بسیاری از این دست باید در کهکشان باشند. ولی دانشمندان تا به امروز هیچ نشانه‌ای از یک سیاره‌ی غول که پیرامون یک کوتوله‌ی سفید به جامانده باشد نیافته بودند. یافتن یک چنین فراسیاره‌ای پیرامون دبلیودی‌جی۰۹۱۴+۱۹۱۴ شاید نخستین نمونه از بسیار باشد.

به گفته‌ی پژوهشگران، فاصله‌ی کنونی این فراسیاره از این کوتوله‌ی سفید تنها۱۰ میلیون کیلومتر است، یعنی ۱۵ برابر شعاع خورشید. پس اگر از آغاز همان جا بوده، می‌بایست زمانی که ستاره به غول سرخ تبدیل شده بود در آن فرو رفته باشد [که در آن صورت جان به در نمی‌برد-م]. پس جایگاه شگفت‌انگیز کنونی آن نشان می‌دهد که زمانی پس از آن که ستاره به کوتوله‌ی سفید تبدیل شده بوده به آن نزدیک شده است. اخترشناسان بر این باورند که این مدار تازه می‌توانسته دستاورد برهم‌کنش‌های گرانشیِ سیاره‌های دیگری در این سامانه باشد، و این بدین معناست که شاید بیش از یک سیاره از دوران خشن گذار این ستاره جان به در برده باشد [که آنها را ندیده‌ایم-م].

یانسیکه در پایان می‌گوید: «تا این اواخر، شمار بسیار کمی از اخترشناسان به اندشیدن درباره‌ سرنوشت سیاره‌ها پیرامون ستارگان مرده می‌پرداختند. کشف کنونیِ سیاره‌ای که در مداری نزدیک (تنگ) به گرد هسته‌ی یک یک ستاره‌ی مُرده می‌چرخد نشان می‌دهد که کیهان همواره به ذهن ما تلنگر می‌زند تا پایمان را از پنداشت‌های قرارداری فراتر بگذاریم.»

در همین زمینه: * اخترشناسان ۱۰۰ سال پیش ناخواسته یک منظومه سیاره‌ای فراخورشیدی را یافته بودند!

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه‌نامه:

ESO - Very Large Telescop - planet - white dwarf - star - Sun - Solar System - Boris Gänsicke - University of Warwick - UK - Nature - Sloan Digital Sky Survey - element - WDJ0914+1914 - X-shooter - Chilean Atacama Desert - hydrogen - oxygen - sulphur - Matthias Schreiber - University of Valparaiso - Chile - Neptune - Uranus - ultraviolet - UK - Germany - Odette Toloza - planetary system - red giant - Mercury - Venus - Earth - star system - galaxy - exoplanet - constellation of Cancer - solar radius

منبع: eso

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان