سیاره فراخورشیدی «مجسمه ساز کیهانی» است که بازوهای مارپیچی ستاره خود را شکل داده است!!

سیاره فراخورشیدی «مجسمه ساز کیهانی» است که بازوهای مارپیچی ستاره خود را شکل داده است!!

سیاره فراخورشیدی غول پیکر MWC 758c نگاهی اجمالی به تولد منظومه‌های خورشیدی بیگانه ارائه می‌دهد.

 (سمت چپ) شبیه سازی یک سیاره فراخورشیدی غول پیکر را در بازوهای مارپیچی به دور یک ستاره نشان می‌دهد. (راست) منظومه سیاره‌ای MWC 758 مشاهده شده توسط تداخل سنج تلسکوپ دوچشمی بزرگ (LBTI (اعتبار تصویر: K. Wagner et al./ L. Krapp and K. Kratter, University of Arizona)

ستاره‌شناسان یک سیاره بیگانه غول پیکر را کشف کرده‌اند که در حال شکل دادن بازوهای مارپیچی است که در گاز و غبار در اطراف ستاره مادر خود رشد می‌کنند.

به گفته دانشمندان، این سیاره همچنین قرمزترین سیاره خارج از منظومه شمسی یا «سیاره فراخورشیدی» است که تاکنون دیده شده است.

بازوهای مارپیچی ساختارهایی هستند که معمولاً با کهکشانها مرتبط هستند، کهکشان مارپیچی ما، کهکشان راه شیری، نمونه بارز چنین ساختاری است. بازوهای مارپیچی به کهکشانها محدود نمی‌شوند. گاز و غبار اطراف ستاره‌های جوان نیز می‌توانند این ویژگی‌ها را ایجاد کنند.

شبیه‌سازی نشان می‌دهد که چگونه سیاره فراخورشیدی غول پیکر MWC 758c بازوهای مارپیچی ستاره مادر خود را شکل می‌دهد. (اعتبار تصویر: L. Krapp و K. Kratter، دانشگاه آریزونا)

ستاره MWC 758 که در حدود 500 سال نوری از زمین قرار دارد، تخمین زده می‌شود که تنها چند میلیون سال سن داشته باشد، در مقایسه با خورشید میانسال ما که حدود 4.6 بیلیون سال سن دارد، عملا یک نوزاد است.

 درست مثل زمانی که خورشید در مراحل ابتدایی خود بود، MWC 758 توسط قرصی از مواد زایش سیاره به نام دیسک پیش سیاره‌ای احاطه شده است. اما حداقل از سال 2013، ستاره‌شناسان از یک الگوی مارپیچی که دو بازو را در این قرص پیش سیاره‌ای تشکیل می‌دهد، آگاه بوده‌اند. محققان دانشگاه آریزونا اکنون فکر می‌کنند که آن بازوهای مارپیچی دوقلو کار یک سیاره پرجرم به نام MWC 758c است که در فاصله‌ای معادل 100 برابر فاصله زمین و خورشید به دور ستاره می‌چرخد.

کوین واگنر، سرپرست تیم تحقیق و پسادکتر رصدخانه استوارد دانشگاه آریزونا، در بیانیه‌ای گفت: «مطالعه ما شواهد محکمی را ارائه می‌دهد که این بازوهای مارپیچی توسط سیارات غول‌پیکر ایجاد شده‌اند و با تلسکوپ فضایی جدید جیمز وب، ما قادر خواهیم بود با جستجوی سیارات بیشتری مانند MWC 758c، این ایده را بیشتر آزمایش کرده و از آن حمایت کنیم.

منظومه سیاره‌ای MWC 758 که توسط تداخل‌سنج تلسکوپ دوچشمی بزرگ در طول‌موج‌های فروسرخ مشاهده شده است. بازوهای مارپیچی آن به وضوح مشخص هستند، زیرا سیاره فراخورشیدی غول پیکر آنها را می‌سازد. (اعتبار تصویر: L. Krapp و K. Kratter، دانشگاه آریزونا)

دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای مانند این و آن چیزی که زمانی منظومه شمسی را تشکیل می‌دادند معمولاً حدود 10 میلیون سال طول می‌کشد تا پراکنده شوند. زباله‌های تشکیل‌دهنده آنها می‌تواند از منظومه پرتاب شود، می‌تواند توسط ستاره نوزاد بلعیده شود، یا می‌تواند به عنوان بلوک ساختمانی برای سیارات، قمرها، سیارک‌ها و دنباله‌دارها استفاده شود.

واگنر می‌گوید: «من این منظومه را به‌عنوان قیاسی برای چگونه منظومه شمسی خودمان در نظر می‌گیرم. مشتری که یک سیاره غول‌پیکر است، همچنین احتمالا بیلیونها سال پیش با دیسک خود ما تعامل داشته و به صورت گرانشی پیکرتراشی کرده است که در نهایت منجر به تشکیل زمین شد.

بازوهای مارپیچی در دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای نسبتاً رایج هستند. از 30 دیسک شناسایی شده در منظومه‌های ستاره‌ای جوان نسبتاً نزدیک، اخترشناسان دریافته‌اند که حدود 10 دیسک در بازوهای مارپیچی خود دارند.

واگنر گفت: “بازوهای مارپیچی می‌توانند بازخوردی را در مورد فرآیند تشکیل سیاره ارائه دهند.” مشاهدات ما از این سیاره جدید بیشتر از این ایده حمایت می‌کند که سیارات غول‌پیکر در اوایل شکل گیری، جرمی را از محیط تولد خود جمع می‌کنند و سپس به صورت گرانشی محیط بعدی را برای تشکیل سیارات کوچکتر تغییر می‌دهند.

نظریه اصلی این است که این بازوهای مارپیچی زمانی که یک غول گازی پرجرم موادی را می‌کشد که به دور ستاره مادرش می‌چرخند، ، شکل می‌دهند. با این حال، تا کنون، ستاره‌شناسان نتوانسته‌اند سیاراتی را شناسایی کنند که می‌توانند به عنوان مجسمه ساز کیهانی برای این بازوها عمل کنند.

واگنر می‌گوید: «این یک سوال باز بود که چرا ما هنوز هیچ یک از این سیارات را ندیده‌ایم. بیشتر مدل‌های شکل‌گیری سیارات نشان می‌دهند که سیارات غول‌پیکر باید اندکی پس از شکل‌گیری بسیار درخشان باشند و چنین سیاراتی باید قبلاً شناسایی شده باشند.

دانشگاه آریزونا بازوهای مارپیچی را در اطراف MWC 758 با استفاده از تداخل سنج تلسکوپ دوچشمی بزرگ (LBTI) مشاهده کرد. در حالی که بیشتر تلسکوپهای شکار سیاره فراخورشیدی با استفاده از طول‌موج‌های کوتاه در انتهای آبی طیف الکترومغناطیسی سیارات خارج از منظومه شمسی را جستجو می کنند، این ابزار ساخته شده در دانشگاه آریزونا می‌تواند جهان را در طول‌موج‌های بلندتر در محدوده مادون قرمز میانی رصد کند.

این بدان معناست که در حالی که MWC 758c با رنگ قرمز غیرمعمول و غیرمنتظره خود از دید تلسکوپ‌های دیگر دور ماند، اما نتوانست از دست LBTI در برود. استیو ارتل، دانشمند اصلی ابزار LBTI، توضیح داد که تشخیص طول‌موج‌های قرمزتر و طولانی‌تر از طول‌موج‌های آبی کوتاه‌تر، به دلیل درخشش گرمایی جو زمین و خود تلسکوپ، دشوارتر است.

به عنوان یکی از حساس‌ترین تلسکوپهای فروسرخ ساخته شده، LBTI حتی می‌تواند از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) که کیهان را در مادون‌قرمز می‌بیند، عملکرد بهتری داشته باشد. این تیم همچنین ایده هایی در مورد این امر دارند که چرا این سیاره ممکن است برای مدت طولانی پنهان بماند.

ارتل گفت: «ما دو مدل مختلف برای درخشانتر بودن این سیاره در طول‌موج‌های بلندتر پیشنهاد می‌کنیم. این سیاره یا سیاره‌ای با دمای سردتر از حد انتظار است، یا سیاره‌ای است که از زمان شکل گیری هنوز گرم است و اتفاقاً توسط گرد و غبار پوشانده شده است.»

اگر MWC 758c توسط مقدار زیادی گرد و غبار پوشانده شود، این ماده نور با طول موج کوتاه را جذب می‌کند و در نتیجه سیاره تنها در طول‌موج‌های قرمز بلندتر درخشان به نظر می‌رسد.

اگر سیاره فراخورشیدی توسط مقدار زیادی گرد و غبار احاطه شده باشد، ممکن است نشان دهد که هنوز در حال شکل گیری است یا حتی در حال جمع آوری قمرهای خود است، همانطور که مشتری غول گازی منظومه شمسی بیلیونها سال پیش انجام داد.

کیتلین کراتر، اخترفیزیکدان نظری دانشگاه آریزونا گفت: در سناریوی دیگر سیاره سردتر که توسط گرد و غبار کمتر احاطه شده است، سیاره کم نورتر است و نور بیشتری را در طول‌موج‌های بلندتر ساطع می‌کند.

اگر این مدل خنک‌تر برای MWC 758c درست باشد، به این معنی است که ممکن است چیزی در منظومه‌های سیاره‌ای جوان مانند این اتفاق بیفتد که منجر به سردتر شدن سیارات در زمان تشکیل آنها شود. این ممکن است بر مدلهای تشکیل سیاره و تکنیکهایی تأثیر بگذارد که اخترشناسان در حال حاضر برای شکار سیارات فراخورشیدی استفاده می‌کنند.

واگنر می‌گوید: «در هر صورت، اکنون می‌دانیم که باید جستجوی پیش‌سیاره‌های قرمزتر در این سیستم‌ها را آغاز کنیم که بازوهای مارپیچی دارند.

محققانی که در پشت ردیابی MWC 758c هستند اکنون این سیاره فراخورشیدی را با جیمزوب در سال 2024 در تلاش برای تمایز بین سناریوهای بالقوه در کار در این منظومه سیاره‌ای نوزاد مشاهده خواهند کرد.

واگنر گفت: «بسته به نتایجی که از مشاهدات جیمزوب به دست می‌آید، می‌توانیم این دانش جدید را در دیگر منظومه‌های ستاره‌ای به کار ببریم و این امر به ما امکان می‌دهد تا پیش‌بینی‌هایی درباره مکان‌هایی انجام دهیم که سیارات پنهان دیگر ممکن است در کمین هستند و به ما ارائه دهد. ایده‌ای در مورد اینکه ما باید به دنبال چه ویژگی‌هایی باشیم تا آنها را شناسایی کنیم.”

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Elusive exoplanet is ‘cosmic sculptor’ that carved spiral arms of its star

By Robert Lea

published about 18 hours ago

https://www.space.com/giant-exoplanet-carves-star-spiral-arms