تلسکوپ فضایی جیمز وب کشف نادری از 2 سیاره فراخورشیدی در حال چرخش به دور ستاره های مرده کرد.
تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) قبلاً با تصویربرداری از اشیاء در فواصل بسیار زیاد توانایی خود را در نگاه کردن به گذشته ثابت کرده است، اما یک پیشرفت جدید ممکن است باعث شده باشد که این ابزار قدرتمند تقریباً مانند یک توپ کریستالی علمی عمل کند و به آینده دور خورشید نگاه کند. سیستم.
JWST پیش‌بینی خود را زمانی انجام داد که نزدیک شدن مستقیم نادر به دو سیاره فراخورشیدی را ممکن کرد، یاسیارات فراخورشیدی“به دور دو ستاره مرده مختلف بچرخید، یا”کوتوله های سفید”
سیارات نه تنها شباهت زیادی به غول های گازی منظومه شمسی دارند سیاره مشتری و زحل، اما کوتوله های سفید به عنوان آنالوگ سرنوشت خورشید نیز عمل می کنند. هنگامی که خود خورشید به یک کوتوله سفید تبدیل می شود، این تغییر احتمالاً سیارات منظومه شمسی درونی را نابود می کند – تا مشتری.
سیاره های بسیار کمی در اطراف ستاره های کوتوله سفید کشف شده اند. سوزان مولالی، نویسنده مجری این مطالعه، آنچه در مورد این دو سیاره کاندید خارق‌العاده است این است که آنها از نظر دما، سن، جرم و جدایی مداری بیشتر از سیاره‌هایی که قبلاً کشف شده بودند به سیاره‌های بیرونی منظومه شمسی شبیه هستند. هنوز مورد بررسی قرار نگرفته است و یک ستاره شناس در موسسه علمی تلسکوپ فضایی به Space.com گفت. “این اولین فرصت ما را برای دیدن اینکه یک منظومه سیاره ای پس از مرگ ستاره اش چگونه به نظر می رسد را ارائه می دهد.”
متصل: این سیاره فراخورشیدی “ممنوعه” برای ستاره خود بسیار پرجرم است
تصویری از آینده ما
نامزدهای سیاره مستقیماً توسط ابزار مادون قرمز میانی JWST رصد شدند.MIRI)، در حالی که به دور کوتوله های سفید WD 1202-232 و WD 2105-82 می چرخند. یکی از نامزدهای سیاره فراخورشیدی در فاصله ای از میزبان کوتوله سفید قرار دارد که حدود 11.5 برابر فاصله زمین و خورشید است. نامزد دیگر دورتر از ستاره والد مرده خود، در فاصله ای حدود 34.5 برابر فاصله سیاره ما و ستاره قرار دارد.
جرم سیارات در حال حاضر نامشخص است و مولالی و همکارانش جرم آنها را بین 1 تا 7 برابر مشتری، پرجرم ترین سیاره منظومه شمسی، تخمین می زنند.
چه زمانی آفتاب سوخت خود را برای فرآیندهای همجوشی هسته ای که در هسته آن در حدود 5 میلیارد سال انجام می شود تمام می کند، به همان اندازه متورم خواهد شد. غول سرخ. با این حال، همجوشی هسته ای در لایه های بیرونی آن ادامه خواهد داشت. با این کار خواهید دید که این لایه های بیرونی ستاره ما به این فاصله می رسند مریخبلع سیاره تیر، سیاره زهره، زمین و احتمالاً خود سیاره سرخ. در نهایت، این لایه‌های بیرونی سرد می‌شوند و یک هسته ستاره‌ای در حال دود باقی می‌مانند که اکنون یک کوتوله سفید است که توسط یک سحابی سیاره‌ای از ماده ستاره‌ای تخلیه‌شده احاطه شده است.
با این حال، این اکتشافات سیارات فراخورشیدی به آنچه ممکن است برای سیارات فراتر از مریخ، غول‌های گازی مشتری و زحل، هنگام مرگ خورشید رخ دهد، اشاره می‌کند.
مولالی گفت: انتظار می رود خورشید ما تا 5 میلیارد سال دیگر به یک ستاره کوتوله سفید تبدیل شود. “ما انتظار داریم که سیارات پس از مرگ یک ستاره به سمت خارج و به مدارهای گسترده تر حرکت کنند. بنابراین اگر ساعت را در این سیارات نامزد به عقب برگردانید، انتظار دارید که تقسیمات مداری مشابه مشتری و زحل داشته باشند.
“اگر بتوانیم این سیارات را تایید کنیم، آنها شواهد مستقیمی ارائه خواهند داد که سیاراتی مانند مشتری و زحل می توانند از مرگ ستاره میزبان خود جان سالم به در ببرند.”
علاوه بر این، کوتوله‌های سفید در قلب این کشف به عناصری سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم آلوده هستند که ستاره‌شناسان آنها را «فلزات» می‌نامند. این ممکن است نشان دهد که پس از مرگ خورشید چه اتفاقی برای اجسام در کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری خواهد افتاد.
مولالی توضیح داد: «ما گمان می‌کنیم که سیارات غول‌پیکر با پیش‌راندن دنباله‌دارها و سیارک‌ها به سطح ستارگان باعث آلودگی فلزی می‌شوند. «وجود این سیارات پیوند بین آلودگی فلزی و سیارات را تقویت می کند. از آنجایی که 25 تا 50 درصد از کوتوله‌های سفید این نوع آلودگی را نشان می‌دهند، این بدان معناست که سیارات غول‌پیکر در اطراف ستاره‌های کوتوله سفید رایج هستند.
به این ترتیب، هر سیارکی که پس از مرگ خورشید جان سالم به در میبرد، ممکن است توسط جسد مشتری و زحل، خود را سنگین کند.
این کشف دوقلو فراتر از آن چیزی است که برای آینده منظومه سیاره‌ای ما پیش‌بینی می‌کند، تأثیرگذار است – همچنین به سادگی نشان‌دهنده یک دستاورد علمی نادر است.
تشخیص مستقیم نادر از یک سیاره فراخورشیدی
از زمان کشف اولین سیارات فراخورشیدی در اواسط دهه 1990، ستاره شناسان حدود 5000 جهان را کشف کرده اند که به دور ستاره های خارج از منظومه شمسی می چرخند. به گزارش انجمن سیاره ایتا آوریل 2020، تنها 50 مورد از این سیارات فراخورشیدی با تصویربرداری مستقیم شناسایی شده اند.
این به این دلیل است که هر نوری از یک سیاره در چنین فواصل وسیعی معمولاً توسط نور شدید ستاره مادر آن سیاره غرق می شود و باعث می شود که مستقیماً یک سیاره فراخورشیدی شبیه به تماشای یک کرم شب تاب نشسته روی یک فانوس دریایی روشن شود.
در نتیجه، سیارات فراخورشیدی معمولاً با تأثیری که بر نور ستاره خود می‌گذارند، دیده می‌شوند، یا با ایجاد افت در شار نوری در حین عبور، یا با «گذر» از چهره ستاره یا با حرکت «تلو تلو خوردن» ایجاد شده به عنوان سیاره به صورت گرانشی ستاره را جذب می کند.
مولالی گفت: “ما مستقیماً از این دو سیاره فراخورشیدی تصویربرداری کرده ایم، به این معنی که از آنها عکس گرفته ایم و نور تولید شده توسط خود سیاره را می بینیم.” “بیشتر سیارات فراخورشیدی که کشف شده اند با استفاده از آنها کشف شده اند روش ترانزیت یا با اندازه گیری حرکت ستاره. این روش‌های غیرمستقیم به نفع سیارات بسیار نزدیک‌تر به ستاره هستند. تصویربرداری مستقیم برای یافتن سیارات دورتر از ستاره در فواصل مداری بیشتر بهتر است.”
او توضیح داد که با مشاهده مستقیم این سیارات، JWST امکان مطالعه بیشتر این دنیاها را باز کرده است. اکنون دانشمندان می توانند به مطالعه چیزهایی مانند ترکیب اتمسفر سیارات و اندازه گیری مستقیم جرم و دمای آنها بپردازند.
مولالی اضافه کرد که همه چیزهایی که او و تیمش در مورد این سیارات فراخورشیدی کشف کرده‌اند، انتظار نمی‌رفت و این موارد عجیب و غریب می‌تواند طرز تفکر اخترشناسان را در مورد سیارات فراخورشیدی به طور کلی تغییر دهد.
از طرف دیگر، ویژگی‌های عجیب و غریب جهان‌های هدف می‌تواند نکات وسوسه‌انگیزی را در جهت چیزهایی که مدت‌ها به دنبال آن بوده‌اند، ارائه دهد. ماه های بیرونی.
“اگر این سیارات هستند، پس جای تعجب است که در محدوده مادون قرمز میانی آنطور که ما انتظار داریم قرمز نیستند. میزان نور جمع آوری شده توسط JWST در 5 و 7 میکرون روشن تر از آن چیزی است که ما انتظار داریم و برای این دو سیاره فراخورشیدی. کاندیداها با توجه به سن آنها و میزان روشنایی آنها در 15 میکرون.” این می تواند درک ما از فیزیک و شیمی اتمسفر سیارات فراخورشیدی را به چالش بکشد.
“یا شاید به این معنی باشد که منبع نور دیگری وجود دارد، مانند یک ماه داغ که به دور سیاره می چرخد.”
تحقیقات این تیم به صورت پیش نمایش در سایت Research Repository در دسترس است arXiv.
