یک سیستم چند سیاره ای عجیب ثابت می کند که همه سیارات فراخورشیدی داغ مشتری غول های تنها نیستند
کشف یک منظومه چند سیاره ای غیرمعمول نشان داده است که سیارات موسوم به “مشتری داغ” ممکن است غول های تنها نباشند. این یافته ها می تواند دانشمندان را به تجدید نظر در مدل های خود در مورد چگونگی شکل گیری سیارات و چگونگی تکامل سیستم های سیاره ای سوق دهد.
منظومه با این ساختار غیرمنتظره در اطراف ستاره نوع K WASP-132 قرار دارد که در فاصله 403 سال نوری از ما در صورت فلکی لوپوس قرار دارد. ساکنان آن مشتری داغ (WASP-132b)، یک ابر زمین داخلی تازه کشف شده (WASP-132c) و یک سیاره غول پیکر یخی دوردست (WASP-132d) هستند.
این کشف توسط تیمی از محققان از تعدادی مؤسسه از جمله دانشگاه ژنو (UNIGE)، مرکز ملی صلاحیت در تحقیقات سیاره‌ای (NCCR)، دانشگاه‌های برن (UNIBE) و زوریخ (UZH) انجام شد.
مشتری داغ WASP-132، با جرمی کمتر از نصف مشتری، در کمتر از هفت روز زمینی به دور ستاره خود می چرخد. ابر زمین، با جرمی حدود شش برابر زمین، در کمتر از 24 ساعت به دور ستاره می چرخد. سیاره غول پیکر یخی بیرونی با جرم پنج برابر مشتری، در مدت پنج سال به دور ستاره میزبان خود می چرخد.
دانشمندان از سال 2006 بر روی این سیستم مطالعه می کنند. به عنوان بخشی از برنامه جستجوی سیارات با زاویه باز (WASP). در سال 2021 ماهواره بررسی سیاره فراخورشیدی گذر ناسا (TESS) ابر زمین را مشاهده کرد، یک پیشرفت شگفت انگیز که نشان می دهد WASP-132 یک منظومه سیاره ای قابل توجه است. دانشمندان اکنون با جزئیات بیشتری ساختار غیرمعمول سیستم WASP-132 را می شناسند. این واقعیت که تقریباً دو دهه است مورد مطالعه قرار گرفته است، مانع از ارائه شگفتی های آن نشده است.
راویت هلد، عضو تیم و اخترشناس دانشگاه زوریخ، به Space.com گفت: «این یادآوری است که منظومه‌های سیاره‌ای بسیار متنوع هستند و هنوز چیزهای زیادی در مورد شکل‌گیری سیاره‌ها و تکامل اولیه منظومه‌های جوان وجود دارد که ما آنها را درک نمی‌کنیم».
مشتری های داغ چگونه به تنهایی کیهانی تبدیل می شوند؟
مشتری های داغ غول های گازی با جرمی هستند که اغلب چندین برابر مشتری در منظومه شمسی ماست. آنها همچنین به طور باورنکردنی نزدیک به ستاره میزبان خود می چرخند که عجیب است زیرا دانشمندان فکر می کنند جهان هایی به این بزرگی در نزدیکی ستاره ای در ابرهای گاز و غبار تشکیل دهنده سیاره به نام دیسک های پیش سیاره ای که به دور اجسام ستاره ای می چرخند، دچار مشکل می شوند.
بنابراین، دانشمندان این نظریه را مطرح می‌کنند که مشتری‌های داغ از جایی که امروز مشاهده می‌کنیم آغاز نشده‌اند، بلکه به سمت داخل به سمت ستاره‌هایشان مهاجرت کرده‌اند. تصور می‌شود که آنها «انفرادی» هستند، زیرا مهاجرت به این دلیل است که باعث می‌شود هر سیاره در یک مدار درونی خود را جمع یا به بیرون پرتاب کند.
هلد گفت: “ما فکر می کنیم مشتری های داغ در فواصل شعاعی زیادی از ستاره خود تشکیل می شوند و سپس به سمت داخل به مدار فعلی خود مهاجرت می کنند.” “انتظار می رود این مهاجرت منجر به افزایش شود [the gathering of material on to the hot Jupiter] یا پراکندگی جامدات یا حتی پیش سیاره ها، که تشکیل سیاره را “وقفه” می کند.
با این حال، ابر زمین در این منظومه نسبت به برادر داغ خود مشتری به ستاره مرکزی نزدیکتر است و این نظریه را به چالش می کشد. هلد اضافه کرد که این واقعیت که یک سیاره غول پیکر یخی فراتر از مشتری داغ در سیستم WASP-132 وجود دارد، نشان می دهد که سیارات همچنان می توانند در نزدیکی مشتری های داغ تشکیل شوند.
این واقعیت که مدارهای این دنیاها با مهاجرت WASP-312b به داخل بی‌ثبات نشده‌اند، نشان می‌دهد که ممکن است مسیر مهاجرتی پایدارتر و پویاتری وجود داشته باشد که مشتری‌های داغ به سمت داخل حرکت کنند.
هلد گفت: «همچنین محدودیت‌های مهمی در مقیاس زمانی تشکیل سیارات WASP-132 و شرایط دیسک پیش سیاره‌ای که منجر به شکل‌گیری این منظومه شد، فراهم می‌کند.
این تیم هنوز نمی‌دانند که چه چیزی در مورد منظومه WASP-132 در مقایسه با سایر منظومه‌های سیاره‌ای با مشتری‌های داغ تنها تفاوت دارد.
هلد توضیح داد: “این همان چیزی است که ما باید بیشتر بررسی کنیم، هم از نظر تئوری مدل سازی شکل گیری چنین منظومه ای و هم از نظر رصدی، با تعیین فراوانی وقوع سیستم های چند سیاره ای که شامل مشتری داغ است.” ما باید روی مدل هایی کار کنیم که می توانند به شکل گیری چنین سیستمی منجر شوند و درک کنیم که چنین سیستم هایی چقدر رایج هستند.”
مطالعات WASP-132 ادامه خواهد داشت و دانشمندان منتظر داده های فضاپیمای نقشه برداری ستاره گایا هستند که از سال 2014 در حال مطالعه این سیستم بوده است. این می تواند اطلاعات بیشتری در مورد ساکنان آن، از جمله یک کوتوله قهوه ای احتمالی “ستاره شکست خورده” در حومه آن نشان دهد.
در این میان، وجود چنین منظومه‌ای می‌تواند باعث تجدیدنظر در درک ما از مشتری داغ شود.
هلد گفت: “امیدوارم این تحقیقات باعث تحریک تحقیقات بیشتر در مورد شکل گیری مشتری های داغ، نقش مهاجرت در شکل گیری منظومه های سیاره ای و تنوع مورد انتظار منظومه های سیاره ای که شامل مشتری داغ است، شود.”
تحقیقات این تیم روز چهارشنبه (15 ژانویه) در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شد.
