ستارگان قاتل سیاره می‌توانند جهانهای سنگی اطراف خود را تبخیر کنند!!
در بدترین حالت، یک ستاره با تابش شدید میتواند یک سیاره کم جرم در اطراف خود را در عرض چند هزار سال نابود کند.
هنگامی که یک جهان کوچک و صخره‌ای بیش از حد به یک ستاره بسیار فعال نزدیک می‌شود، سیاره میتواند شروع به تبخیر کند.
ناسا، ESA، L. Calçada
گاهی اوقات یک سیاره بیش از حد به ستاره مادر خود نزدیک می‌شود که باعث می‌شود شروع به تبخیر کند و برای مدت کوتاهی، اخترشناسان این امکان را دارند که این قتل کیهانی را مشاهده کنند که سرنخ های حیاتی در مورد چگونگی تشکیل چنین سیاراتی در وهله اول آشکار می‌کند.
اخترشناسان معمولاً فرصتی برای شکافتن یک سیاره و دیدن آنچه در داخل آن وجود دارد، ندارند (به استثنای زمین – و تا حدودی، ماه و مریخ). محققان در عوض بر دانش فیزیک و محاسبات نظری خود برای حدس زدن آنچه واقعاً در زیر سطح یک سیاره می‌گذرد تکیه می‌کنند.
تلسکوپ فضایی کپلر ناسا که در سال 2009 پرتاب شد و در سال 2018 از رده خارج شد، ده‌ها هزار ستاره را در طول ماموریت خود بررسی کرد. در میان این ستارگان، کپلر سه منظومه عجیب پیدا کرد که سیاره‌ای را در مدار خود به همراه یک ابر غبار غلیظ نشان می‌داد. هر سه این سیاره‌ها به دور ستاره‌های میزبان خود می‌چرخند و ستاره‌شناسان به این نتیجه می‌رسند که هر ستاره را می‌دیدند که سیاره‌اش را تبخیر می‌کند.
اما برای درک بهتر این مجموعه داده بسیار محدود، تیمی از اخترشناسان اخیراً شبیه‌سازی را توسعه داده‌اند که چگونه یک سیاره را می‌توان توسط تشعشعات شدید ستاره مادرش تبخیر کرد. هدف این بود که ببینیم این سناریوی تبخیر فاجعه‌بار چقدر نادر یا رایج است و همچنین مشخص شود که محققان چه چیزی می‌توانند از چنین حوادثی بیاموزند. تنظیم شبیه‌سازی شامل تغییر سطح تابش ستاره میزبان، اندازه سیاره، فاصله مداری آن و ترکیب شیمیایی سیاره بود.
چه چیزی لازم است تا یک ستاره، سیاره را نابود کند؟
بر اساس این مطالعه جدید، یک سیاره در حال تبخیر باید بسیار نزدیک ستاره خود باشد تا سطح تشعشعات آنقدر شدید باشد که جهان را از هم بپاشد. در چنین فواصل نزدیک، چنین سیاره‌ای تقریباً به طور جزر و مدی قفل می‌شود و یک طرف سیاره همیشه رو به ستاره خشمگین است. قفل شدن به صورت جزر و مدی به یک ستاره موقعیت عجیبی را برای یک سیاره ایجاد می‌کند: یک طرف آن به دمای بالایی می‌رسد که بتواند مواد سنگی خود را ذوب و تبخیر کند، در حالی که طرف مقابل آنقدر سرد است که یخ آب تشکیل می‌شود.
محققان دریافتند که یک سیاره در حال تبخیر رقابتی را بین اثر خنک‌کننده طبیعی سمت دائمی شب سیاره و گرمای بیش از حد از ستاره در سمت روز سیاره تجربه می‌کند. تنها در عرض چند هزار سال از این واقعه، بیشتر سیاره براثر خنک‌کننده جامد می‌شود (به جز پوسته نازکی از ماگما که رو به ستاره است).
محققان تشخیص دادند که تمام تبخیر سیاره‌ای به دلیل این پوسته نازک ماگما صورت می‌گیرد و این امر باعث ایجاد یک ابر گرد و غبار در اطراف سیاره و همچنین دنباله‌ای از آوار در مدارش می‌شود.
در شدیدترین حالت یک سیاره کم جرم که در نزدیکی یک ستاره با تابش شدید می‌چرخد، قبل از اینکه فرصتی برای انجماد پیدا کند، قادر است کاملاً تبخیر شود و جهان را در عرض چند هزار سال نابود کند.
چند سیاره در حال تبخیر وجود دارد؟
محققان همچنین توانستند این سوال را برگردانند. اکنون که آنها شرایط لازم برای قابل تشخیص بودن یک سیاره در حال تبخیر را می‌دانستند، می توانند از سه سیاره در حال تبخیر فاجعه بار شناخته شده در نمونه کپلر را برای تخمین تعداد کل سیارات کوچک در کل کهکشان استفاده کنند.
به طور معمول، ابزاری مانند کپلر قادر به تشخیص سیاراتی به اندازه زمین و کوچکتر نیست، به این دلیل که تکنیک آن برای یافتن سیارات به تشخیص یک شیب کوچک در روشنایی یک ستاره در زمانی از دید ما متکی است که سیاره آن از مقابل آن می گذرد. اگر سیاره خیلی کوچک باشد، شیب غیرقابل تشخیص خواهد بود و سیاره نامرئی باقی می‌ماند. بنابراین حتی اگر کپلر گنجینه‌ای از هزاران سیاره فراخورشیدی را تولید کرد، می‌دانیم که بررسی ناقص است.
محققان با استفاده از محاسبات خود، تخمین زدند که برای هر ستاره در کهکشان، تقریباً یک سیاره کوچک کمتر از جرم زمین وجود دارد. علاوه بر این، محققان دریافتند که مشاهدات آینده، به‌ویژه با تلسکوپ فضایی جیمز وب، می‌توانند مطالعات دقیقی از ابرهای غبار اطراف سیارات در حال تبخیر انجام دهند تا مشخص کنند این جهانهای در حال مرگ از چه چیزی ساخته شده‌اند.
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Planet-killer stars can vaporize the rocky worlds around them
By Paul Sutter | Published: Tuesday, April 18, 2023
https://www.astronomy.com/news/2023/04/planet-killer-stars-can-vaporize-the-rocky-worlds-around-them