کشف سیاره‌ای بیگانه که به دور ستاره‌ای مرده می‌چرخد

براساس یافته‌های مطالعه‌ای جدید، اخترشناسان در خرده‌قرص غبارآلود پیرامون ستاره‌ی مرده‌ی فوق‌متراکمی، مشهور به کوتوله‌‌ی سفید، جرمی با اندازه‌ی معمولی شناسایی کرده‌اند. به‌گفته‌ی اعضای تیم مطالعه، این خرده‌سیاره‌ی تازه‌کشف‌شده احتمالا بخشی از جهانی محسوب می‌شود که در حین خاموشی و مرگ ستاره‌ی مرکزی‌اش نابود شده است. همچنین، مدار به‌شدت کوتاه این جرم موجب می‌شود هر ۱۲۳ دقیقه یک‌بار به‌دور کوتوله‌ی سفیدش بچرخد. این امر نشان می‌دهد این خرده‌سیاره ممکن است حتی بخشی از هسته‌ی درهم‌شکسته‌شده‌ی سیاره‌ای بزرگ‌تر باشد.

بوریس گانسیک، استاد تمام فیزیک در دانشگاه واریک انگلستان و نویسنده‌ی همکار مطالعه، در بیانیه‌ای گفت:

این خرده‌سیاره‌ای که در اعماق چاه گرانشی سیاره‌ی کوتوله کشف کرده‌ایم، به‌قدری به ستاره‌ی مرکزی‌اش نزدیک است که هیچ‌گاه انتظار نمی‌رفت جرمی همچنان زنده در این فاصله یافت شود.

گانسیک در ادامه افزود:

این خرده‌سیاره آهن خالص است و می‌تواند در محل زندگی کنونی‌اش زنده بماند؛ اما به‌همان اندازه می‌تواند جرمی غنی از آهن، اما با استحکام داخلی برای نگه‌داشتنشان درکنار یکدیگر باشد که با بودن آن به‌عنوان قطعه‌ای نسبتا بزرگ از هسته‌ی سیاره‌ای انطباق دارد. اگر این ایده صحیح باشد، جرم اصلی دست‌ِکم صدها کیلومتر قطر داشت؛ زیرا تنها در آن نقطه است که سیار‌ه‌ها تمایزشان را شروع می‌کنند، همچون روغن روی آب و عناصر سنگین‌تر برای تشکیل هسته‌ای فلزی ته‌نشین می‌شوند.

اغلب ستارگان موجود در کهکشان راه شیری ازجمله خورشید خودمان درنهایت پس‌ازآنکه تمام سوخت هسته‌ای‌شان را بسوزاند، به کوتوله‌های سفید تبدیل خواهند شد. اگر چنین ستارگانی در ابتدا به‌اندازه‌ی کافی بزرگ باشند، پس از پشت‌سرگذاشتن مرحله‌ی غول سرخ که در جریان آن، اندازه‌ای غول‌پیکر پیدا می‌کنند، به نقطه‌ی پایان یادشده خواهند رسید.

به‌گفته‌ی دانشمندان، خورشید ما نیز در مسیر این دگرگونی قرار دارد و در ۵ میلیارد سال دیگر یا بیشتر، به غولی سرخ تبدیل خواهد شد و در این فرایند، عطارد و زهره و زمین را نابود خواهد کرد. بااین‌حال، مریخ و سیاره‌های بعدازآن احتمالا زنده خواهند ماند.

مطالعه‌ی اخیر که ۴آوریل (۱۵فروردین) در نشریه‌ی ساینس منتشر شد، کریستفر مانسر، پژوهشگر فیزیک در دانشگاه واریک، آن را هدایت کرد. مانسر و تیم او کوتوله‌ی سفیدی را بررسی کردند که با عنوان SDSS J122859.93+104032.9 شناخته می‌شود و نزدیک به ۴۱۰ سال نوری از منظومه‌ی خورشیدی ما فاصله دارد. این جرم بیگانه حاوی ۷۰ درصد از جرم خورشید درون کره‌ای تقریبا هم‌اندازه‌ی زمین است.

پژوهشگران با استفاده از تلسکوپ بزرگ جزایر قناری (قطر آینه‌ی ۱۰.۴ متر) که یکی از تلسکوپ‌های قدرتمند موجود روی زمین است، به منظومه‌ی کوتوله‌ی سفید یادشده نگاه انداختند. آن‌ها به‌طور ویژه خطوط انتشار گاز را در قرص پیراستاره‌ای تجزیه‌وتحلیل کردند. دانشمندان درنتیجه‌ی این بررسی، به وجود خرده‌سیاره‌ای پی بردند که هر دو ساعت یک‌بار به دور ستاره می‌چرخد.

^{تلسکوپ بزرگ جزایر قناری}

مانسر و همکارانش دریافتند جرم در‌حال‌چرخش با تراکمی بین ۷.۷ و ۳۹ گرم در هر سانتی‌متر مکعب، احتمالا کمتر از ۶۰۰ کیلومتر پهنا دارد؛ درغیر این‌صورت، به‌واسطه‌ی گرانش کوتوله‌ی سفید نابود می‌شد. لوکا فوساتی، یکی از دانشمندان مؤسسه‌ی پژوهش‌های فضایی آکادمی علوم اتریش در شهر گراتس می‌گوید:

دامنه‌ی تراکم یادشده با آن آهن خالص و هسته‌ی زمینی سازگار است؛ ازاین‌رو احتمال دارد که این خرده‌سیاره هسته‌ای باقی‌مانده از سیاره‌ای درهم‌شکسته‌شده باشد.

مانسر می‌گوید نجات شگفت‌آور این خرده‌سیاره ممکن است ما را به بازنگری درباره‌ی چگونگی تخریب و نابودی سیارگان به‌وسیله‌ی کوتوله‌های سفید وادارد. وی ایمیلی برای خبرگزاری اسپیس‌دات‌کام ارسال کرد و در آن نوشت:

روند درهم‌ریختگی کشندی اغلب به‌سادگی مدل‌سازی شده؛ زیرا فرض بر این است که تمام اجرام وقتی به‌اندازه‌ی کافی به کوتوله‌ی سفید نزدیک می‌شوند و قرصی را تشکیل می‌دهند و از بین می‌روند؛ اما این مطالعه نشان می‌دهدباید این روند را با جزئیاتی بیشتر در نظر بگیریم.

ستاره‌ی مرده‌ای که پژوهشگران کشف کرده‌اند، تنها دومین کوتوله‌ی سفید شناخته‌شده‌ای به‌شمار می‌رود که از خرده‌سیاره میزبانی می‌کند. خرده‌قرص‌ها در اطراف کوتوله‌های سفید متعددی مشاهده شده‌اند؛ اما شناسایی مستقیم اجرام نسبتا بزرگ درون این قرص‌ها، اتفاقی نادر محسوب می‌شود.

جرم شناخته‌شده‌ی دیگر را در سال ۲۰۱۵ تلسکوپ فضایی کپلر ناسا و با استفاده از روش گذری شناسایی کرد. در این شیوه، تلسکوپ به‌دنبال افت نورهایی می‌گردد که در اثر عبور جرمی در‌حال‌چرخش از مقابل ستاره‌ی مرکزی‌اش رخ می‌دهد.

شیوه‌ی گذری به هندسه‌ی کیهانی دقیق نیاز دارد؛ بدین‌ترتیب که ستاره‌ی هدف و اجرام در‌حال‌چرخش به دور آن باید به‌طور دقیق با تلسکوپ ناظر هم‌راستا و ‌هم‌ردیف باشند؛ اما به‌گفته‌ی فوساتی، تکنیک طیف‌سنجی (اسپکتروسکوپی) که مانسر و تیمش آن را به‌کار گرفته‌اند، الزامات یادشده را ندارد. ازاین‌رو، می‌تواند به اخترشناسان امکان دهد تا در آینده، خرده‌اجرام سیاره‌ای بسیار بیشتری در اطراف کوتوله‌های سفید پیدا کنند. درپایان، وی افزود وقتی ابزار زمینی بزرگ نظیر تلسکوپ بزرگ ماژلان و تلسکوپ سی‌متری و تلسکوپ‌های بسیار بزرگ در میانه‌ی دهه‌ی ۲۰۲۰ راه‌اندازی شوند، احتمال شناسایی خرده‌سیاره‌ها افزایش خواهد یافت.

بااین‌حال، مانسر قصد ندارد تا آن زمان بیکار بنشیند. او تأکید کرد تیم پژوهشی در نظر دارد از تلسکوپ‌های عملیاتی فعلی نظیر تلسکوپ بزرگ جزایر قناری استفاده کند. وی دراین‌باره گفت:

هم‌اکنون ۶ منظومه‌ی شناخته‌شده‌ی دیگر وجود دارد که همچون محیط پیرامون کوتوله‌ی سفید اخیر انتشار گازی دارند که ما به رصد آن‌ها در آینده‌ی نزدیک امیدوار هستیم.