اجسامی که به دور ستارگان دیگر میچرخند ممکن است عجیبتر از آنچه باشند که تصور میشود!!
بقایای یک سیاره سنگی در این مفهوم هنری به صورت مارپیچی به یک کوتوله سفید تبدیل میشود. با مشاهده جو کوتولههای سفیدی که اجسام را در منظومه خود بلعیدهاند، محققان درک ما را از ترکیب سیارات فراخورشیدی گسترش دادهاند.
NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva; Image processing: M. Zamani and M. Kosari (NSF’s NOIRLab)
با بیش از 4000 سیاره فراخورشیدی که تنها در کهکشان ما شناسایی شدهاند، تصور اینکه حداقل چند سیاره شبیه زمین هستند، میتواند وسوسه انگیز باشد. اما در حقیقت، دانشمندان در یافتن این که این اجسام از چه چیزی ساخته شدهاند – و در نتیجه منعکس کننده ترکیب سیاره ما هستند یا خیر، مشکل دارند.
برای مقابله با این معضل، سی ژو اخترشناس از NOIRlab NSF و کیت پوتریکا زمینشناس از دانشگاه ایالتی کالیفرنیا به خود سیارات فراخورشیدی نگاه نکردند، بلکه به ستارههای مردهای نگاه کردند که آنها را بلعیده بودند.
وقتی یک ستاره معمولی بیشتر سوخت هیدروژن را در هسته خود تخلیه میکند، فشار بیرونی کاهش مییابد و به سمت فروپاشی میرود. اما چنین ستارهای میتواند در مرحله غول سرخ خود، زمانی که همجوشی از هسته خارج میشود، باد دوم را دریافت کند که باعث میشود هسته ستاره منقبض شود و پوستههای بیرونی آن منبسط شوند. این امر دمای ستاره را به اندازهای افزایش میدهد که بتواند هلیوم را به کربن تبدیل کند.
پس از این مرحله، ستارگانی مانند خورشید نمیتوانند آنقدر داغ شوند که کربن یا اکسیژن را بسوزانند. در عوض، آنها به طور کامل لایههای بیرونی خود را منفجر میکنند و یک هسته متراکم متشکل از کربن و اکسیژن بر جای میگذارند. پوشش نازکی از هلیوم و هیدروژن معمولاً باقی میماند که سطح ستاره را فرا میگیرد. این اتمسفر تنها چند صد متر بالاتر از سطح است.
این جو نازک کلید مطالعه جدید است: از آنجا که این جوهای کوتوله سفید فقط از هیدروژن و هلیوم تشکیل شدهاند، هر ماده دیگری که دیده میشود باید از اجسام خارجی – مانند سیارات یا سیارکها – آمده باشد. این مطالعه، 23 کوتوله سفید را در فاصله 650 سال نوری از سیستم ما بررسی کرد و آلایندههای خاص را بازسازی کرد. نتایج نه تنها خارج از این جهان، بلکه خارج از این کهکشان بود.
سنگهای عجیب
خو و پوتریکا دریافتند که کوتولههای سفید با موادی بسیار عجیبتر از آنچه در سیارات درونی منظومه شمسی خودمان میبینیم – یا حتی در 4000 سیاره فراخورشیدی دیگر آلوده شدهاند که تاکنون در کهکشان راه شیری شناسایی شدهاند. در واقع، محققان حتی مجبور شدند چند نام جدید برای توصیف انواع سنگهایی ایجاد کنند که میدیدند.
پوتریکا در یک بیانیه مطبوعاتی گفت: «برخی از سنگها ممکن است در دماهای بسیار پایینتر ذوب شوند و پوسته ضخیمتری نسبت به سنگهای زمین ایجاد کنند، و برخی از انواع سنگها ممکن است ضعیفتر باشند که ممکن است توسعه تکتونیک صفحه را تسهیل کند.»
محققان حتی فکر می کنند یکی از کوتوله های سفید جسمی با ترکیبی شبیه زمین را بلعیده است. اما در نهایت، تفاوت در انواع سنگهای مشاهده شده در مقایسه با هر چیزی که در منظومه شمسی خودمان دیده میشود، محققان را به این فکر واداشت که آیا اجرام مشابه زمین واقعا نادر هستند یا خیر و اگر هستند، آیا دلیلی وجود دارد که زمین تا این حد متفاوت از همسایگان فراسیارهای ما به نظر برسد؟
به دلیل تنوع طبیعی در برخی عناصر با دورتر شدن از مرکز کهکشانی، محققان در مقاله خود پیشنهاد میکنند که «برخی از بخشهای کهکشان تمایل بیشتری نسبت به تشکیل سیارات مشابه زمین دارند.»
بنابراین، شاید ما فقط خوششانس هستیم؟
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
White dwarfs devouring exoplanets reveal exotic types of rock
By Caitlyn Buongiorno | Published: Wednesday, November 17, 2021
https://astronomy.com/news/2021/11/white-dwarfs-eating-exoplanets