ستارگانی مانند خورشید ما ممکن است پس از مرگ همچنان از زندگی پشتیبانی کنند، فقط یک مشکل وجود دارد!!

یک ستاره کوتوله سفید که بقایای اجسام متلاشی شده در یک منظومه سیاره‌ای را از بین می‌برد. (ناسا، ESA، جوزف اولمستد (STScI))

ستاره‌شناسان تعداد زیادی از ستاره‌های کوتوله سفید را یافته‌اند که توسط دیسکهای آوار احاطه شده‌اند. این دیسکها بقایای سیاراتی هستند که توسط ستاره در زمان تکاملش نابود شده‌اند. اما آنها یک سیاره دست نخورده به جرم مشتری پیدا کرده‌اند که به دور یک کوتوله سفید می‌چرخد.

آیا سیارات کوتوله سفید بیشتری وجود دارد؟ آیا سیارات زمینی مانند زمین می‌توانند در اطراف کوتوله‌های سفید وجود داشته باشند؟

کوتوله سفید (WD) بقایای ستاره‌ای از یک ستاره رده اصلی بسیار بزرگتر مانند خورشید ما است. وقتی ستاره‌ای در محدوده جرمی مشابه خورشید ما از دنباله اصلی خارج می‌شود، متورم می‌شود و به یک غول سرخ تبدیل می‌شود.

همانطور که غول سرخ پیر می‌شود و سوخت هسته‌ای آن تمام می‌شود، لایه‌های بیرونی خود را به‌شکل یک سحابی سیاره‌ای بیرون می‌ریزد، پرده‌ای درخشان از گاز یونیزه شده در حال انبساط که همه در تصاویر هابل دیده‌اند. پس از حدود 10000 سال، سحابی سیاره‌ای از بین می‌رود، و تنها چیزی که باقی می‌ماند یک کوتوله سفید است.

کوتوله‌های سفید بسیار متراکم و پرجرم هستند، اما به اندازه زمین هستند. آنها عمر همجوشی خود را پشت سر گذاشته‌اند و فقط گرمای باقیمانده از خود ساطع می‌کنند و کوتوله‌های سفید می‌توانند مناطق قابل سکونت داشته باشند، هرچند که بسیار نزدیک هستند.

ستاره‌شناسان کاملاً مطمئن هستند که بیشتر ستارگان سیاره دارند. اما آن سیارات وقتی به دور ستاره‌ای می‌گردند که دنباله اصلی را پشت سر می‌گذارد و تبدیل به یک غول سرخ می‌شود در خطر هستند. این امر می‌تواند برخی سیارات را مصرف کند و برخی دیگر را با اختلال جزر و مدی از هم بپاشد. برخی از کوتوله‌های سفید توسط دیسکهای آوار احاطه شده‌اند و آنها فقط می‌توانند بقایای سیارات ستاره باشند که توسط ستاره در مرحله کوتوله قرمز آن تکه تکه شده‌اند.

اما در سال 2020 محققان از کشف یک سیاره دست نخورده در میان دیسک آوار در منطقه قابل سکونت در اطراف کوتوله سفید WD1054-226 خبر دادند.

اگر یکی وجود داشته باشد، مطمئناً تعداد دیگری در جایی وجود دارند. چرا ما آنها را پیدا نکردیم؟ و آیا این واقعیت که اولین سیاره‌ای که ما پیدا کردیم سیاره‌ای به جرم مشتری است به این معنی است که جمعیت سیاره فراخورشیدی WD تحت سلطه آنهاست؟

مقاله جدیدی موضوع سیارات فراخورشیدی اطراف کوتوله‌های سفید را بررسی می‌کند و می‌پرسد که چرا سیارات کوتوله سفید سنگی نادر به نظر می‌رسند. مقاله بر این مضمون است که “ماهیت غول پیکر WD 1856 b نشان می‌دهد که سیارات سنگی در حال عبور در اطراف کوتوله‌های سفید نادر هستند.” این مقاله در اعلامیه‌های ماهانه انجمن سلطنتی نجوم پذیرفته شده است و نویسنده آن دیوید کیپینگ، استادیار گروه نجوم در دانشگاه کلمبیا در نیویورک است.

کوتوله‌های سفید عمر طولانی و پایداری دارند. بنابراین اگرچه مناطق قابل سکونت آنها بسیار کوچکتر از منطقه اطراف ستاره‌ای مانند خورشید ما است، اما هنوز وجود دارند. در تئوری، سیارات در آن مناطق قابل سکونت می‌توانند حیات را پشتیبانی کنند.

تنها سیاره دست نخورده اطراف یک کوتوله سفید که ما به طور قطعی از آن می‌دانیم توسط فضاپیمای تس ناسا شناسایی شد و بسیار بزرگ است: 13.8 جرم مشتری.

کیپینگ توضیح می‌دهد: «با توجه به کمبود نسبی سیارات غول‌پیکر در مقایسه با سیارات زمینی که هم توسط جمعیت‌شناسی سیارات فراخورشیدی و هم شبیه‌سازی‌های نظری نشان داده شده‌اند (توزیع شعاع «پایین-سنگین»)، شاید تا حدودی تعجب‌آور باشد.

این جمله ممکن است برای خوانندگان تعجب‌ آور باشد. نگاهی گذرا به کاتالوگ سیارات فراخورشیدی ناسا 5535 سیاره فراخورشیدی تایید شده را نشان می‌دهد. 1898 از آنها شبیه نپتون هستند و 1756 تای آنها غول های گازی هستند. تنها 1675 مورد از آنها ابرزمینی هستند و تنها 199 آنها زمینی هستند.

بیانیه کیپینگ مبنی بر اینکه توزیع سیاره فراخورشیدی «پایین-سنگین» است، به این معنی است که سیارات با شعاع کوچک فراوانتر از سیارات با شعاع بزرگ هستند، از این زاویه گیج کننده به نظر می‌رسد.

اما اعداد اندازه‌گیری شده ما آنچه را که واقعاً در آنجا وجود دارد منعکس نمی‌کند. هر روش تشخیصی که برای یافتن سیارات فراخورشیدی استفاده می‌کنیم، سوگیری انتخاب خاص خود را دارد. به طور خلاصه: ما فقط می‌دانیم که چه چیزی پیدا کرده‌ایم. ما نمی‌دانیم که در واقع چه چیزی وجود دارد.

کیپینگ می‌نویسد: “… یک دیدگاه نوظهور وجود دارد که سیارات به اندازه مشتری، اقلیت جمعیت سیاره را نشان می‌دهند. بنابراین، این واقعیت که اولین سیاره در حال عبور کشف شده در اطراف WD یک سیاره غول پیکر است تا حدودی شگفت‌انگیز است.”

WD 1856 b ممکن است تنها سیاره کوتوله سفید تایید شده باشد، اما نامزدهای دیگری نیز وجود دارد و بیشتر آنها سیاراتی با جرم مشتری یا سیارات بالاتر نیز هستند.

برای کیپینگ، پیامدهای یافتن یک غول گازی پرجرم در اطراف یک کوتوله سفید نگران کننده است. کیپینگ می‌نویسد: «فرضیه ضمنی این است که سیارات سنگی WD در حال عبور نادر هستند.

شواهد زیادی برای سیارات کوچک زمینی در اطراف کوتوله‌های سفید وجود دارد. اما شواهد در دیسکهای باقی مانده سنگی از سیارات زمینی نابود شده است. این نشان می‌دهد که این سیارات در آنجا هستند، اما این سؤال پیش می‌آید که آیا سیارات سالمی در مناطق قابل سکونت وجود دارد؟ آیا تشخیص WD 1856 b چیزی در مورد وجود سیارات WD زمینی به ما می‌گوید؟

دو راه برای تطبیق شواهد مربوط به سیارات کوچک با کشف WD 1856 b وجود دارد.

اولاً، هیچ دلیل مطلقی وجود ندارد که چرا سیارات سنگی کوچک یا سیارات پر جرم مشتری  باید بر جمعیت سیاره فراخورشیدی WD تسلط داشته باشند. کیپینگ می‌نویسد: «شاید توزیع در برخی به شعاع برمی‌گردد که نشان دهنده بعیدترین شعاع سیاره‌ای است و سپس به اوج می‌رسد. ممکن است تعداد توزیع بی‌نهایت وجود داشته باشد.

راه دیگر برای آشتی دادن آن ساده است. “احتمال دوم این است که WD 1856 b صرفاً یک تصادف است. شاید واقعاً یک توزیع سنگین وجود داشته باشد و واقعاً بسیار غیرممکن بود که یک سیاره فراخورشیدی به اندازه WD 1856 b اولین سیاره‌ای باشد که در حال انتقال آشکار می‌شود.” این چالش کار با تنها یک نقطه داده است.

کیپینگ احتمال اینکه اولین سیاره WD یک سیاره پرجرم باشد را 0.37 درصد محاسبه کرد. این بسیار نادر است، اما لزوماً به هیچ نتیجه قابل اعتمادی منجر نمی‌شود. کیپینگ می‌نویسد: “این مطمئناً جالب است، اما به سختی قابل توجه است – در تاریخ نجوم، با توجه به زمان کافی، رویدادهای غیرمحتمل می‌توانند رخ دهند و خواهند بود.”

بنابراین این ما را به چه نتیجه‌ای می‌رساند؟ ما یک کشف سیاره WD داریم و این یک غول گازی پرجرم است، اما ما قرص‌های سنگی متعددی در اطراف WDها داریم که باید از سیارات زمینی آمده باشند. این فرضیه که سیارات سنگی کوچک در اطراف WDs نادر هستند کجاست؟

کیپینگ می‌نویسد: “به این دلایل، ما فرضیه خود را به هیچ وجه با قاطعیت ثابت نمی‌دانیم.”

شاید این فقط یکی از مواردی باشد که در عین جالب بودن، تنها می‌تواند به نتیجه‌گیری‌های نادرست منجر شود. همانطور که اغلب اتفاق می‌افتد، ما به داده‌های بیشتری نیاز داریم. قطع تلاش‌های جاری و آینده برای جستجوی سیارات زمینی در اطراف WD‌ها قطعاً زود است.

علم سیاره فراخورشیدی کوتوله سفید تنها در مراحل ابتدایی خود است. اما امیدوار است زیرا WD ها بسیار پایدار و طولانی هستند. مناطق قابل سکونت آنها نیز همینطور است.

کوتوله‌های سفید در بین ستارگان منحصر به فرد هستند زیرا شعاع آنها با شعاع زمین یکسان است. آنها کوچکتر از ستاره‌های دیگر هستند و این امر می‌تواند تشخیص سیارات به اندازه زمین را تسهیل کند. همچنین می‌تواند مطالعه اتمسفر را تسهیل کند، از جمله تشخیص بالقوه نشانه‌های زیستی که می‌تواند در اطراف ستاره‌های بسیار بزرگ‌تر دشوارتر باشد.

فرضیه کیپینگ مبنی بر اینکه سیارات زمینی در اطراف WDها کمیاب هستند به راحتی قابل آزمایش است. یک جستجوی متمرکز بدون شک جمعیت واقعی سیارات اطراف کوتوله‌های سفید را آشکار خواهد کرد.

اگر جهانهای مشابه زمین بیشتری را در اطراف کوتوله‌های سفید بیابیم، مسیر دیگری برای سکونت‌پذیری و پتانسیل بیشتری برای ادامه حیات در کیهان باز می‌شود.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Stars Like Our Sun May Still Support Life After They Die. There’s Just One Problem.

ByEVAN GOUGH, UNIVERSE TODAY02 November 2023

https://www.sciencealert.com/stars-like-our-sun-may-still-support-life-after-they-die-theres-just-one-problem