ارتباط ترکیب شیمیایی یک ستاره و تشکیل سیاره!!
مفهوم هنری از یک ستاره جوان که توسط سیارات و حلقههای گرد و غبار احاطه شده است که هنگام برخورد سیارات سنگی تازه شکل گرفته با یکدیگر بوجود میآیند. مطالعه جدیدی که در بیست و سومین کنفرانس انجمن نجوم آمریکا ارائه شد، روش جدیدی را برای تعیین کمیت رابطه بین ترکیب شیمیایی یک ستاره و تشکیل سیاره توصیف میکند، کاری که میتواند به محققان در شناسایی ستارههای منفرد کمک کند که احتمال میزبانی سیارهها در آنها بیشتر است. اعتبار: NASA / JPL-Caltech
محققان گروه فیزیک و نجوم پن روش جدیدی را برای درک بهتر رابطه بین ترکیب شیمیایی یک ستاره و تشکیل سیاره یافتهاند. این مطالعه توسط ژاکوب نیباور، فارغالتحصیل ارشد که موضوع پایاننامه خودش است به همراه بوهنش جین انجام شد و توسط دکتر اریک باکستر، فوق دکترای سابق پن، نظارت شد. محققان دریافتند که اکثر ستارگان از نظر ترکیب شبیه خورشید هستند و حاکی از این است که بسیاری از ستارگان کهکشان راه شیری میتوانند از سیارات زمین مانند خودشان میزبانی کنند. این نتایج در 238مین کنفرانس انجمن نجوم آمریکا ارائه و در مجله Astrophysical Journal نیز منتشر شده است.
متداولترین تکنیک برای یافتن سیارات فراخورشیدی که خارج از منظومه شمسی وجود دارند، شامل روش گذر است، زمانی که یک سیاره فراخورشیدی بین ستاره خود و ناظر حرکت میکند و باعث فروکش کردن درخشش ستاره میشود. در حالی که اکثر سیارات فراخورشیدی شناخته شده با استفاده از این روش کشف شدهاند، اما این روش محدود است زیرا سیارات فراخورشیدی تنها زمانی میتوانند تشخیص داده شوند که مدار آنها و ناظر کاملاً در یک راستا قرار داشته باشند و از دورههای گردش کافی برخوردار باشند. دومین تکنیک قدرتمند، سرعت شعاعی یا روش داپلر، محدودیتهای دیگری در توانایی یافتن سیارات دارد.
این سوال بوجود میآید که اگر سیارات در اطراف یک ستاره قابل شناسایی نیستند، آیا میتوان با مطالعه ستاره میزبان وجود آنها را استنباط کرد؟ محققان دریافتند که پاسخ این سوال بله است، روشهای جدید به منجمان کمک میکند درک بهتری از شکلگیری سیارات خارجی با ترکیب ستاره ای که در مدار آنها هستند، داشته باشند.
نیباور میگوید: “ایده این است كه سیارات و ستارگان از یك ابر طبیعی به وجود میآیند، بنابراین شما میتوانید یك سناریو را تصور كنید كه یك سیاره سنگی به اندازه کافی مواد را قفل كند تا سطح ستاره در این عناصر تخلیه شود.” “هدف این است که پاسخ دهیم آیا ستارههای میزبان سیاره متفاوت از ستارههای فاقد سیاره هستند یا خیر و یکی از راههای انجام این کار جستجوی ردپاهای تشکیل سیاره در ترکیب سطح ستاره است. خوشبختانه ترکیب یک ستاره، در حداقل لایههای بیرونی آن را میتوان از طیف آن، توزیع شدت نور در فرکانسهای مختلف استنباط کرد. “
برای انجام این کار، محققان از دادههای آزمایش تکامل کهکشانی رصدخانه آپاچی (APOGEE-2) استفاده کردند و بر 1500 ستاره کهکشان راه شیری با دادههای ترکیب شیمیایی برای پنج عنصر مختلف تمرکز کردند. سهم جدید نیباور استفاده از آمار برای اندازهگیری فراوانی پنج عنصر تشکیل دهنده سنگ و عینی بودن جمعیت ستارگان بر اساس ترکیبات شیمیایی آنها بود.
پیشبینی دادههای APOGEE، نقاط نارنجی نشاندهنده ستارههای مورد استفاده در این تجزیه و تحلیل (بالا) و نسبت فراوانی زیر مجموعه عناصر شیمیایی نسبت به آهن در جمعیت ستارههای خورشید مانند (پایین). اعتبار: یعقوب نیباور
این مطالعه همچنین راهی امیدوار کننده برای شناسایی تک تک ستارگان فراهم میکند که احتمال میزبانی از سیارات خود بیشتر است. وی میگوید: “هدف بلندمدت شناسایی جمعیتهای زیادی از سیارات فراخورشیدی است و هر روشی كه بتواند محدودیتی احتمالی را در مورد احتمال وجود یك ستاره به عنوان میزبان سیاره ایجاد كند بدون نیاز به اتكا به روش گذر معمول بسیار ارزشمند است.” .
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Connecting a star’s chemical composition and planet formation
https://phys.org/news/2021-06-star-chemical-composition-planet-formation.html