سیاره‌ای که در عکس‌های هابل ناپدید شد!

* چیزی که اخترشناسان یک سیاره‌ی فراخورشیدی (فراسیاره) می‌پنداشتند اکنون به نظر می‌رسد ناپدید شده است. اگرچه چنین پدیده‌هایی در داستان‌های علمی-تخیلی عادیست، مانند کریپتون، سیاره‌ی سوپرمن که منفجر شد، ولی اخترشناسان به توضیح‌هایی منطقی و پذیرفتنی برایش می‌اندیشند.

برداشت هنری از برخورد دو جرمِ سیاره‌ای در سامانه‌ی دهان ماهی (فم‌الحوت)- تصویر بزرگ‌تر (۴.۴ مگ)

یک توضیح اینست که این یک جرم سیاره‌ایِ کامل، آن گونه که عکس‌های سال ۲۰۰۴ نشان می‌دادند نبوده، بلکه یک ابر بزرگ و رو به گسترش از غبار بوده و از برخورد دو جرم که در مدار ستاره‌ی نزدیک و درخشانِ دهان ماهی (فم‌الحوت) بوده‌اند پدید آمده. رصدهای بیشتر شاید این نتیجه‌گیری شگفت‌آور را تایید کنند.

آندراژ گاشپار از دانشگاه آریزونا در توسان می‌گوید: «این برخوردها بسیار کمیابند و بنابراین، این که توانسته‌ایم یکی از آنها را در عمل ببینیم بسیار پراهمیت است. ما بر این باوریم که برای دیدن چنین رویداد بعیدی با تلسکوپ فضایی هابل در زمان درست در جای درست بودیم.»

جرج ریکه از رصدخانه‌ی استوارد دانشگاه آریزونا هم می‌گوید: «سامانه‌ی دهان ماهی یک آزمایشگاه آرمانی برای آزمودن همه‌ی پنداشت‌هایمان درباره‌ی چگونگی فرگشت فراسیاره‌ها و سامانه‌های ستاره‌ای است. ما شواهدی از چنین برخوردهایی را در سامانه‌های دیگر هم داریم، ولی هرگز چنین چیزی در این اندازه در سامانه‌ی خورشیدی خودمان ندیده‌ایم. این نمایی از چگونگی نابودی سیاره‌ها به دست یکدیگر است.»

این جرم که "دهان ماهی-بی" (فم‌الحوت بی) نام گرفته، نخستین بار وجودش در سال ۲۰۰۸ بر پایه‌ی داده‌های سال‌های ۲۰۰۴ و ۲۰۰۶ اعلام شده بود. این جرم به روشنی در عکس‌های چند ساله‌ی تلسکوپ هابل که آن را مانند نقطه‌ای متحرک نشان می‌داد دیده می‌شد. تا آن زمان، شواهد برای فراسیاره‌ها به طور عمده از روش‌های ردیابی نامستقیم به دست آمده بود، مانند وول خوردن‌های ستاره و اندکی پس و پیش شدن آن، و سایه‌هایی که از گذر سیاره از برابر ستاره‌اش پدید می‌آمد.

ولی برخلاف فراسیاره‌های دیگری که تصویربرداری مستقیم شده بودند، برای "دهان ماهی-بی" بسیار زود پرسش‌های آزاردهنده‌ای پیش آمد. این جرم در نور دیدنی (مریی) به گونه‌ی نامعمولی می‌درخشید، ولی هیچ نشانه‌ی گرمایی فروسرخ آشکارپذیری نداشت. اخترشناسان گمان می‌بردند این درخشش بی‌اندازه ناشی از یک پوسته یا حلقه‌ی غبار غول‌پیکر است که سیاره را در بر گرفته و احتمالا دستاورد رویدادهای برخوردی بوده است. مدار دهان ماهی-بی هم نامعمول به نظر می‌رسید و احتمالا بسیار برون‌مرکز بود.

گاشپار می‌گوید: «پژوهش ما، که با بررسی همه‌ی داده‌های موجود در بایگانی هابل درباره‌ی دهان ماهی انجام شد چندین ویژگی را آشکار کرد که با هم تصویری ساختند که نشان می‌داد این جرمِ اندازه-سیاره‌ای اصلا هرگز وجود نداشته.»

نماهایی از آنچه اخترشناسان به کمک تلسکوپ فضایی هابل در درازنای چند سال، از نخستین شواهد از پیامدهای یک برخورد سیاره‌ای در یک سامانه‌ی ستاره‌ای بیگانه دیدند. در سمت چپ، تصویر رنگی‌شده‌ی هابل از قرص گسترده‌ی آوارهای یخی پیرامون ستاره‌ی دهان ماهی (فم‌الحوت) در فاصله‌ی ۲۵ سال نوری زمین را می‌بینیم. این ستاره به اندازه‌ای درخشان است که برای تصویربرداری از قرص پیرامونش نیاز به پوشیده شدن خود ستاره با قرص تیره بوده.

در سال ۲۰۰۸ اخترشناسان چیزی را که فکر می‌کردند نخستین تصویر مستقیم از یک سیاره به گرد یک ستاره است را دیدند. ولی این جرم تا سال ۲۰۱۴ در داده‌های هابل ناپدید شده بو. بهترین برداشت این بود که این جرم اصولا یک سیاره‌ی کامل نبوده، بلکه ابری گسترنده از غبار بوده که از برخورد دو جرم کوچک به پهناهای ۲۰۰ کیلومتر پدید آمده بوده.

نمودار سمت راست بر پایه‌ی یک شبیه‌سازی از روند گسترش و کم‌نور و سرانجام ناپدید شدنِ ابر به دست آمده است. این ابر که از ذرات بسیار ریز درست شده، اکنون برآورد می‌شود پهنایی بیش از ۳۲۰ میلیون کیلومتر پیدا کرده باشد. همچنین به برآورد دانشمندان، برخوردهایی از این دست هر ۲۰۰ هزار سال یک بار در سامانه‌ی دهان ماهی رخ می‌دهند. بنابراین هابل در زمان درست، داشته جایی درست را نگاه می‌کرده و توانسته این رویداد زودگذر را به تصویر بکشد. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر (۴ مگ)

این دانشمندان تاکید می‌کنند که میخ پایانی بر این تابوت زمانی زده شد که در بررسی داده‌های سال ۲۰۱۴ هابل، ناباورانه اثری از این جرم ندیدند. به گفته‌ی آنان، چیزی که بر رمز و راز افزود این بود که عکس‌های پیشین نشان می‌دادند که این جرم پیوسته دارد با گذشت زمان کم‌نور می‌شود. گاشپار می‌گوید: «دهان ماهی-بی آشکارا داشت کارهایی را می‌کرد که یک سیاره‌ی درست و حسابی نباید بکند.»

برداشت اینست که دهان ماهی-بی دارد به آهستگی پخش و گسترده می‌شود. گاشپار و ریکه با در نظر گرفتن همه‌ی داده‌های در دسترس فکر می‌کنند برخوردی که این ابر غبار را پدید آورد مدت چندانی پیش از نخستین رصد در سال ۲۰۰۴ رخ نداده بوده. این ابر که از ذرات غبار به بزرگی حدود یک میکرون (یک/پنجاهم قطر موی انسان) تشکیل شده اکنون دیگر زیر توانِ دیدِ تلسکوپ هابل است. برآورد می‌شود این ابر تاکنون به پهنای بزرگ‌تر از مدار زمین پیرامون خورشید گسترده شده باشد.

یک چیز دیگر به همان اندازه اسرارآمیز که این پژوهشگران گزارش دادند این بود که این جرم به احتمال بسیار به جای آن که در مداری بیضی باشد -چیزی که برای یک سیاره انتظار می‌رود- در مسیر گریز است. این بر پایه‌ی رصدهایی‌ست که پژوهشگران به داده‌هایی که مسیر آغازینش را نشان می‌دادند افزوده‌اند. گاشپار می‌گوید: «ابر غول‌آسایی از غبار که تازگی پدید آمده و نیروهای تابشیِ چشمگیری از سوی ستاره‌ی مرکزی (دهان ماهی) بر آن وارد می‌شود باید در چنین مسیری جای بگیرد. مدل ما به طور طبیعی می‌تواند همه‌ی ویژگی‌های دیدارپذیر مستقلِ این سامانه را توضیح دهد: نرخ گسترش آن، کم‌نور شدن آن، و مسیرش.»

دهان ماهی-بی خود درون یک حلقه‌ی گسترده از آوارهایی یخی است که به گرد ستاره‌ی مرکزی حلقه زده، بنابراین اجرام برخوردی می‌بایست به احتمال بسیار آمیزه‌ای از یخ و غبار بوده باشند، مانند دنباله‌دارهایی که در بخش بیرونی سامانه‌ی خورشیدی، در کمربند کوییپر هستند. به برآورد گاشپار و ریکه، هر یک از این اجرامِ دنباله‌دار-مانند پهنایی حدود ۲۰۰ کیلومتر داشته‌اند (تقریبا نصف بزرگی سیارک وستا).

نویسندگان این پژوهش می‌گویند مدلشان همه‌ی ویژگی‌های دیده شده‌ی دهان ماهی-بی را توضیح می‌دهد. مدل‌سازی دینامیکی پیچیده‌ی غبارها در خوشه‌ای از رایانه‌های دانشگاه آریزونا نشان می‌دهد که یک چنین مدلی می‌تواند از نظر کمی با همه‌ی مشاهدات سازگار باشد. بر پایه‌ی محاسبات این دانشمندان، سامانه‌ی دهان ماهی که در فاصله‌ی حدود ۲۵ سال نوری زمین است، می‌تواند تنها در هر ۲۰۰ هزار سال یک بار چنین رویداد‌ی را تجربه کند. [* کشتار روزانه هزاران دنباله‌دار پیرامون یک ستاره]

گاشپار و ریکه به همراه دیگر افراد گروهشان در آینده سامانه‌ی دهان ماهی را با تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا در نخستین سال عملیات علمی آن هم رصد خواهند کرد. آنها به طور مستقیم از مناطق گرم درون این سامانه عکس خواهند گرفت، و برای نخستین بار ساختار "کمربند سیارک‌ها" در یک سامانه‌ی سیاره‌ای بیگانه را با واگشودِ (وضوحِ) فضایی آشکار خواهند کرد. این دانشمندان همچنین به جستجوی سیاره‌های واقعی در این سامانه خواهند پرداخت که می‌توانند از نظر گرانشی قرص بیرونی آن را تراشیده باشند. آنها به بررسی همنهش شیمیایی این قرص هم خواهند پرداخت.

گزارش این دانشمندان روز ۲۰ آوریل ۲۰۲۰ در Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

مدلی از آنچه اخترشناسان به کمک تلسکوپ فضایی هابل در درازنای چند سال، از نخستین شواهد از پیامدهای یک برخورد سیاره‌ای در یک سامانه‌ی ستاره‌ای بیگانه دیدند. در سمت چپ، تصویرِ رنگی‌شده‌ی هابل از قرص گسترده‌ی آوارهای یخی پیرامون ستاره‌ی دهان ماهی (فم‌الحوت) در فاصله‌ی ۲۵ سال نوری زمین را می‌بینیم. نمودار پویانمایی سمت راست یک شبیه‌سازی از روند گسترش و کم‌نور و سرانجام ناپدید شدنِ ابر را نشان می‌دهد که بر پایه‌ی عکس‌های چندساله‌ی هابل به دست آمده است.

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

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه نامه:

planet - solar system - Superman - Krypton - star - Fomalhaut - András Gáspár - University of Arizona - Tucson - NASA - Hubble Space Telescope - star system - George Rieke - Steward Observatory - Fomalhaut b - exoplanet - visible light - infrared - eccentric - Earth - Sun - elliptical orbit - Kuiper belt - comet - asteroid - Vesta - James Webb Space Telescope - asteroid-belt - extrasolar planetary - National Academy of Sciences

منبع: nasa

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان