نظریه‌ای برای شکل‌گیری سیاره‌ای فراخورشیدی
نظریه‌ای برای شکل‌گیری سیاره‌ای فراخورشیدی
مجله علمی ایلیاد - جرم فراخورشیدی سنگین وزنِ «کپلرc107» شاید اولین فراخورشیدیِ شناخته شده باشد که از نابودی سنگ‌های عظیم فضایی شکل گرفته باشد. برخوردهای فاجعه‌بار میان سنگ‌های فضایی نقش مهمی در توضیح برخی از بزرگترین رازهای منظومه‌ی شمسی داشته است؛ از چگونگی شکل‌گیری کروه‌ی ماه گرفته تا چرخش غیرمتعارف و کج سیاره‌ی اورانوس. اما شواهد متقاعدکننده برای چنین رویدادهایی که در خارج از منظومه‌ی شمسی اتفاق می‌افتند، نادر است. حالا دانشمندان بر این باور هستند که تقریباً در فاصله‌ی ۲۰۰۰ سال نوری نسبت به زمین، موفق به شناسایی اولین نمونه از برخورد نزدیک میان سیاره‌های بزرگ از سامانه‌ی ستاره‌ای دیگر شده‌اند.
این اکتشاف تصادفی زمانی به‌دست آمد که دانشمندان در حال مشاهده‌ی کپلر c107 بودند؛ ستاره‌ی خورشیدمانندی با چهار سیاره که به دور آن می‌چرخند. این ستاره برای نخستین‌بار در سال ۲۰۱۴ مورد شناسایی و بررسی قرار گرفت. نکته‌ی جالب این است که دو سیاره‌ی درونی این ستاره که هر کدام ۱.۵ برابر اندازه‌ی زمین هستند، جرم‌های کاملاً متفاوتی دارند. تجزیه و تحلیل جرم و اندازه‌ی هر سیاره نشان داد که کپلر c107 دو برابر چگال‌تر از کپلر b107 است. بر اساس یافته‌های دانشمندان، کپلر c107 از هسته‌ی بزرگ و غنی از آهن بهره می‌برد؛ یعنی شبیه به سیاره‌ی عطارد در منظومه‌ی شمسی.
از دیدگاه نظری، سیاره‌ها از تجمع گازها و گردوغباری که در اطراف ستاره‌ی جوان حرکت می‌کنند، پدید می‌آید. سیاره‌های سنگی و چگال باید در نزدیکی ستاره ایجاد شوند، زیرا عناصر سنگین از قبیل آهن به مانند عناصر سبکی مثل هیدروژن و هلیوم از بین نمی‌روند. اما کپلرc107 با این سناریو تناسب ندارد. «اریک لوپز» اخترفیزیکدان از مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت می‌گوید: «این سیاره‌ی فراخورشیدی از ستاره‌ی خود خیلی دور است، اما خیلی بزرگتر است. قدری برای‌مان عجیب است.»
لوپز و همکارانش توضیحات احتمالی زیادی را برای این مساله در نظر گرفتند؛ برای مثال، کپلر c107 در نزدیکی ستاره‌اش به‌وجود آمده و سپس به جای دورتری مهاجرت کرده است. اما در یکی از توضیحات مشخص شد که کپلر c107 بزرگتر از کپلر b107 است. برخورد عظیمی بین این دو سیاره روی داده است. هر کدام از این سیاره‌ها ۱۰ برابرِ جرم زمین را دارند. لوپز افزود: «ما انتظار داریم که در پهنه‌ی وسیع فضا، برخوردهایی به وقوع بپیوندد، اما اصلاً نمی‌دانیم این برخوردها به چه میزان در خارج از منظومه‌ی شمسی اتفاق می‌افتد و اینکه این نوع رویدادها به دفعات به وقوع می‌پیوندند یا خیر؟»
شبیه‌سازی‌های کامپیوتری از برخورد این دو سیاره‌ی سنگی که هسته‌ی آهنی‌شان ۳۰ درصد از جرم آن‌ها را تشکیل می‌دهد، باعث به‌وجود آمدن یک سیاره شد که جرمش تقریباً ۷۰ درصد آهن است؛ یعنی احتمالاً شبیه به کپلر c107 قسمت اعظمی از مواد باقیمانده در طول برخورد تبخیر شد.
«کیمن اونتربورن» متخصص علوم فراخورشیدی در دانشگاه ایالتی آریزونا، بیان کرد: «از منظر سناریوی ایجاد سیاره، این مورد خیلی جالب است، زیرا نشان می‌دهد که در این سامانه‌ها، برخوردها باعث ایجاد تفاوت چشم‌گیری می‌شوند. با دانستن چگالی یک سیاره می‌توان تشخیص داد که آن سیاره سنگی است یا اقیانوس؟ اما پی‌بردن به اینکه گوشته نسبت به هسته چقدر بزرگ است، قدری دشوار است چرا که سیاره می‌تواند به شیوه‌های مختلف ساماندهی شده باشد، ولی در عین حال چگالی یکسانی داشته باشد. امیدوار هستیم این مطالعه بتواند از منشاء سیاره‌ها اطلاعات بیشتری در اختیارمان بگذارد.»
نوشته: جرمی رم
ترجمه: منصور نقی‌لو – مجله علمی ایلیاد