داستان 2 سیاره فراخورشیدی که در حال برخورد هستند!!
شواهدی مبنی بر برخورد سیاره‌ای در سیستم Kepler-107 نه تنها کنجکاوی را در مورد نحوه تشکیل دو سیاره درونی نشان می‌دهد، بلکه نشان می‌دهد که چنین برخورد هایی ممکن است در بین تعداد فراوانی از آنها وجود داشته باشد، همانطور که در سیستم خورشیدی ما اتفاق افتاده است.
ستاره‌شناسان شواهد جدیدی برای برخورد بین دو سیاره هم‌جرم زمین در منظومه شمسی دور کپلر-107 پیدا کرده‌اند.
شبیه سازی کامپیوتری از 2 سیاره برخوردی هم‌جرم زمین. محدوده دماي مواد توسط 4 رنگ نشان داده شده است – خاکستری، نارنجی، زرد و قرمز، جالب است که خاکستری و قرمز داغترین حالت است. تصویر از Zoe Leinhardt/Thomas Denman/University of Bristol
در سال‌های اخیر هزاران عدد از این سیاره‌های فراخورشیدی کشف شده‌اند و انتظار می رود هزاران عدد دیگر در سال‌ها و دهه‌های پیش رو پیدا شوند. بسیاری از این دنیاها در سیستم‌های چند سیاره‌ای شبیه به سیستم خورشیدی ما هستند. اخترشناسان می‌خواهند بدانند که آیا هر یک از این سیارات ممکن است با همدیگر برخورد کنند. اگر چنین است، چه هنگام این اتفاق می‌افتد؟
در حالی که شواهدی برای برخوردهای سیاره‌ای در منظومه شمسی ما وجود دارد که آن را 4/2 میلیارد سال پیش تشکیل داد، شواهدی برای برخورد بین سیارات در منظومه خورشیدی دور تا کنون به دست نیامده بود. اما در حال حاضر، یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که این برخورد حداقل در یک سیستم سیاره‌ای شناخته شده، بنامKepler-107 رخ داده است. این نتایج در یک مقاله جدید در مجله Nature Astronomy در تاریخ 4 فوریه 2019 منتشر شد. ستاره‌شناسان “آلدو. اس. بونومو“ و “ماریو داماسو“ (Istituto Nazionale Di Astrofisica (INAF)) و “لی زنگ“ (استروفیزیکدان هاروارد-اسمیتسونیان مرکز آستروفیزیک(CfA) ) در این مطالعه همکاری داشتند.
Kepler-107 حدود 1714 سال نوری دورتر است، در جهت صورت فلکی دجاجه قرار دارد. این مطالعه بر روی دو سیاره درونی مدار کپلر-107 (از چهار عدد شناخته شده) Kepler-107b و Kepler-107c متمرکز است. اندازه آنها 1.536 و 1.597 شعاع زمین است. دوره مداری آنها به ترتیب 3.18 و 4.90 روز است.
با این حال، در مورد تراکم آنها، این دو جهانهای فراخورشیدی کاملا متفاوت هستند، به ترتیب: 5.3 و 12.65 گرم در هر سانتی متر مکعب. تراکم زمین 5/5 گرم در هر سانتی متر مکعب است، برای مقایسه، آب تنها 1 گرم در هر سانتی متر مکعب است. بنابراین – گرچه اندازه‌ها و مدارهای آنها مشابه هستند – یکی از این جهان‌ها بسیار، بسیار متراکم؟تر از دیگری است.
ویدئوی بالا – از طریق زو لینهاردت و توماس دنمن – شبیه‌سازی هیدرودینامیکی یک برخورد سریع با سرعت بین دو سیاره با 10 برابر جرم سیاره زمین را نشان می‌دهد.
واقعیت این است که چگالی یکی از سیارات بیش از دو برابر بیشتر از دیگری است که به راحتی قابل توضیح دادن نیست، زیرا باید تقریبا به همان اندازه با تابش ستاره‌ای ستاره‌اش تحت تاثیر قرار گیرد.
چه چیزی باعث این تفاوت بزرگ در چگالی شد؟
تیم تحقیقاتی نتیجه می‌گیرد که یکی از سیارات – که چگال‌تر است، کپلر-107c – باید در گذشته باید با یک سیاره دیگر برخورد داشته باشد. اگر چنین است، برخورد بخشی از گوشته سیلیکاته سیاره را از بین می‌برد، و در پشت سر خود یک هسته متراکم برجای می‌گذارد. همانطور که توسط زنگ توضیح داده شد:
این یکی از سیستم‌های جالب جغرافیایی است که تلسکوپ فضایی کپلر کشف و مشخص کرده است. این کشف کار پیشین تئوریک را تایید کرده است که نشان می‌دهد تاثیرات غول پیکر بین سیارات نقش مهمی در شکل‌گیری سیاره ایفا کرده است. انتظار می‌رود ماموریت TESS از چنین نمونه‌هایی تعداد بیشتری را پیدا کند.
تصویر هنری از گرد و غبار و گاز اطراف یک سیستم سیاره‌ای تازه تشکیل شده، مانند خودمان. تصویر از ناسا
این به این معنی است که اگر این برخوردها رخ داده، احتمالا چنین برخوردهایی میان میلیاردها سیاره وجود داشته است همانطوری که انتظار می‌رود در کهکشان ما وجود داشته باشد.
در سیستم منظومه شمسی ما، یک نظریه پیشرو – فرضیه برخورد بزرگ – می‌گوید که ماه از برخوردی که بین زمین، که در حال تشکیل بود و یک سیاره دیگر در اندازه مریخ، ایجاد شده است. برخورد لایه‌های بیرونی زمین را ذوب کرده و مواد را به مدار اطراف زمین منتقل می‌کند. این مواد پس از آن یک حلقه گاز، گرد و غبار و سنگ در اطراف زمین تشکیل می‌دهند. در کمتر از 100 سال، این مواد گردهم جمع شده‌اند، بزرگتر و بزرگتر می‌شوند تا ماه ما را تشکیل دهند.
همچنین تصور می شود که برخوردهای مشابه می‌توانند توضیح دهند که چرا ونوس در مقایسه با سایر سیارات بزرگ در منظومه شمسی ما چرخش مخالف دارد. برخورد بر روی ونوس همچنین ممکن است به چرخش این سیاره به شکلی که امروز می‌بینیم کمک کرده باشد. یک برخورد بزرگ یا مجموعه ای از برخوردهای کوچکتر نیز در مورد اینکه چگونگی چرخش برعکس و همچنین محور کج اورانوس را توضیح دهد.
فکر می‌کنیم که ماه خود ما، از برخورد یک جسم به اندازه مریخ با زمین جوان، تشکیل شده است تصویر از ناسا
برخورد های دیگر بین خرده‌سیارات بسیار کوچکتر نیز میلیاردها سال در وهله اول، به تشکیل سیارات کمک کردند. امروزه برخوردهای مشابه هنوز هم اتفاق می‌افتد – هرچند که بسیار کمتر است – زمانی که شهاب‌سنگ ها به ماه، زمین و دیگر اجسام در منظومه شمسی برخورد می‌کنند، گودالهای برخوردی تولید می‌کنند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
A tale of 2 colliding exoplanets
By Paul Scott Anderson in SPACE | February 10, 2019
https://earthsky.org/space/2-colliding-exoplanets-kepler-107-system