5 دقیقه
سیارهای با این اندازه اصلا نباید به دور ستارهای تا این حد کوچک بچرخد. با این حال، TOI 5205b دقیقا همانجاست و اخترشناسان را وادار میکند برخی از قابل اعتمادترین تصوراتشان درباره چگونگی تولد جهانها را از نو بررسی کنند.
این منظومه عجیب نخستینبار زمانی توجهها را جلب کرد که پژوهشگران در حال بررسی یک کوتوله سرخ کمنور، یک غول گازی تقریبا هماندازه مشتری را شناسایی کردند. روی کاغذ، این کشف شاید خارقالعاده به نظر نرسد. ما از قبل میدانیم که سیارههای غولپیکر در سراسر کهکشان رایجاند. اما مقیاس همهچیز را تغییر میدهد. TOI 5205b در مقایسه با ستاره میزبانش بسیار بزرگ است و تقریبا یکچهارم اندازه آن را دارد. هر بار که از مقابل این خورشید سرخ و کمنور عبور میکند، حدود ۷ درصد از نور ستاره را میپوشاند و آن را به یکی از عمیقترین گذرهای فراخورشیدی ثبتشده تبدیل میکند.
همین هم بهتنهایی کافی بود تا این سیاره در یادها بماند. اما چیزی که آن را واقعا معماگونه میکند، خودِ ستاره است. کوتولههای سرخ کوچک، سرد و کمجرماند، در مقایسه با ستارههایی مانند خورشید ما. ستاره میزبان TOI 5205b فقط حدود ۴۰ درصد جرم خورشید را دارد. بر اساس مدلهای استاندارد شکلگیری سیاره، ستارهای با این ویژگیها نباید در دیسک اطراف خود مواد خام کافی برای ساختن یک سیاره غولپیکر در اختیار داشته باشد. به همین دلیل اخترشناسان شروع کردند به نامیدن TOI 5205b بهعنوان یک سیاره «ممنوعه»، نه برای اغراق، بلکه چون به نظر میرسد قوانین معمول در اینجا کار نمیکنند.
اکنون این راز عمیقتر هم شده است. دانشمندان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب نگاه دقیقتری به جو این سیاره انداختند و سرنخهای تازهای پیدا کردند که توضیح این جهان عجیب را دشوارتر میکند. نتایج آنها که در The Astronomical Journal منتشر شده، به جوی با مقدار شگفتآور کمی از عناصر سنگین در مقایسه با هیدروژن اشاره دارد. در علم سیارهشناسی، به این عناصر سنگینتر، یعنی همه چیز فراتر از هیدروژن و هلیوم، فلزینگی گفته میشود. و در این مورد، به نظر میرسد TOI 5205b از این مواد حتی فقیرتر از مشتری و زحل باشد.
این موضوع اهمیت دارد. ترکیب جوی یک غول گازی میتواند اثر انگشت تاریخ اولیه آن را حفظ کند و نشان دهد کجا شکل گرفته، چه موادی در دسترس بوده و درون آن در طول زمان چگونه تکامل یافته است. TOI 5205b به نظر نمیرسد از الگوی شیمیاییای پیروی کند که اخترشناسان برای یک جهان غولپیکر در مدار چنین ستاره کوچکی انتظار دارند. جالبتر اینکه، این سیاره حتی فلزینگی کمتری از ستاره میزبان خود دارد؛ ناهماهنگیای که میتواند پیامدهای مهمی برای نظریههای شکلگیری سیارات غولپیکر داشته باشد.
نویسنده اصلی، آنجالی پیت از Carnegie Science، گفته است که این یافتهها میتواند نگاه پژوهشگران به مراحل آغازین ساخت سیارههای غولپیکر را تغییر دهد. این اغراق نیست. تصویر استاندارد با یک ستاره جوان آغاز میشود که با دیسکی چرخان از گاز و غبار باقیمانده احاطه شده است. درون این دیسک، ماده بهتدریج به هم میچسبد. سیارههای سنگی میتوانند به این شکل شکل بگیرند و هستههای جامد غولهای گازی آینده نیز همینطور ساخته میشوند. وقتی یکی از این هستهها به جرم بحرانی میرسد، که اغلب حدود ده برابر جرم زمین برآورد میشود، میتواند مقدار زیادی گاز را با سرعت جذب کند و به جهانی مانند مشتری تبدیل شود.
اما نکته اینجاست که در اطراف یک کوتوله سرخ کوچک، باید مواد سازنده کمتری در دسترس باشد. رسیدن به آن اندازه بحرانیِ هسته باید بسیار دشوارتر باشد. پس TOI 5205b چگونه از پس آن برآمده است؟ این پرسش هنوز بیپاسخ مانده است.
رصدهای تازه وب این احتمال را مطرح میکند که پاسخ در اعماق این سیاره نهفته باشد. یکی از فرضیهها این است که همزمان با شکلگیری TOI 5205b، عناصر سنگین به سمت درون مهاجرت کردهاند و در نتیجه لایههای بالایی جو آن از فلزها نسبتاً فقیر مانده، در حالی که درون سیاره غنیتر شده است. اگر جو و لایههای عمیق دیگر بهخوبی با هم مخلوط نشوند، این جداسازی شیمیایی غیرعادی میتواند برای مدت بسیار طولانی حفظ شود. همنویسنده پژوهش، شویام کانودیا، اشاره کرده است که دادهها شاید به جوی غنی از کربن اما فقیر از اکسیژن اشاره کنند؛ نشانهای دیگر از اینکه این جهان ممکن است به شکلی بسیار متفاوت از غولهای گازی منظومه شمسی ما شکل گرفته باشد.
همین ویژگی است که TOI 5205b را تا این اندازه جذاب میکند. این فقط یک فراسیاره عجیب نیست. بلکه آزمونی برای استحکام علم سیارهشناسی است. هر بار که اخترشناسان جهانی را پیدا میکنند که نباید وجود داشته باشد، فرصتی پیدا میشود تا بفهمند طبیعت بسیار خلاقتر از مدلهایی است که برای توصیف آن ساختهایم. و اکنون که وب با جزئیاتی بیسابقه جو سیارههای دوردست را میکاود، شاید جهان در آستانه معرفی شمار بیشتری از این جهانهای بهاصطلاح ممنوعه باشد.
نظرات
نوا_
تو کارم با شبیهسازها دیدم لایهبندی داخلی میتونه کلی غافلگیری بیاره، میشه جو فقیر باشه ولی عمیق غنی، هنوز باید فرضیات رو تست کنن
آسمانچرخ
خیلی خب، اما شاید دارن زیادهروی میکنن تو نتیجهگیری. یه نمونهٔ تکی کافی نیست، باید آمار و شواهد بیشتر باشه، صبر کنیم ببینیم
امیر
این واقعیه یا خطای رصدیه؟ فلزینگی کمتر از ستاره؟ یعنی چطور ممکنه... جدی موندم، توضیحات بیشتری لازمه؟
آسترو
وااای، یعنی این سیاره واقعا نباید وجود داشته باشه و هست! گیجم، مدلهامون رو باید از نو نوشت... واقعا شگفتانگیز و در عین حال آزاردهنده
ارسال نظر