مبدا سیارات فراخورشیدی

مبحث سیارات فراخورشیدی نخستین بار در سال 1990 و با کشف اولین سیاره‌ خارج از منظومه شمسی مطرح شد. گرچه آن سیاره به دور ستاره‌‌ای در حال زوال پیدا شد، اما به شدت کنجکاوی منجمان را برای کشف سیارات فراخورشیدی برانگیخت. از سوی دیگر، از آنجا که در آن زمان امیدها برای کشف حیات در منظومه شمسی به خصوص سیاره مریخ روز به روز کمتر می‌شد و مطالعات بر اقمار مشتری و زحل هنوز در حد گسترده‌ای شروع نشده بود، امکان کشف سیاره‌ای با شرایط  شكل‌گیری حیات خارج از منظومه شمسی، ایده‌ای بس مهیج می‌نمود.

امروزه جستجو برای حیات در سیارات فراخورشیدی و یافتن زندگی در خارج از کره زمین به یکی از داغ ترین و مهمترین مباحث اخترشناسی تبدیل شده است. ما حقیقتاً در محدوده زمانیه بسیار مهمی برای تحقیق پیرامون سیارات فراخورشیدی قرار گرفته ایم.

تنها 20 سال قبل بود که اولین سیاره در خارج از منظومه شمسی ما کشف شد و 16 سال قبل وجود یکی از آنها در اطراف ستاره میزبان به اثبات رسید. علاوه بر این هر روزه نشانه های جدیدی از وجود اتمسفر و شرایط حیات در بسیاری از این سیارات بدست می آید که این نشانه ها با سرعت چشمگیری در حال افزایش می باشند. حجم این داده ها به اندازه ای زیاد است که اخترشناسان را قادر ساخته تا حتی درباره چگونگی تشکیل و پیدایش این سیارات نیز نظریات قابل قبول و استنتاج هایی را ارائه دهند.

بطور کلی ، دو روش برای تشکیل سیارات وجود دارد. اولین روش از طریق بهم پیوستگی است که در آن ستاره و سیاره از فروپاشی گرانشی مستقل از یکدیگر تشکیل می شوند اما بحدی نزدیک هم هستند که نیروی جاذبه متقابل آنها را در مدار به هم می پیوندد.

دومین روش که منظومه شمسی ما نیز از همان طریق بوجود آمده است ، روش دایره ای (دیسک) است. در این روش ماده از یک دیسک باریک اطراف پیش ستاره متلاشی می شود تا سیاره را تشکیل دهد. هر یک از این فرایند ها مجموعه متفاوتی از پارامترها را دارند که اخترشناسان را قادر می سازد تا با بررسی اثرات بجا مانده از آنها، به آن پی ببرند.

با اینحال بر اساس مقاله جدیدی که از "هلموت ابت" از رصدخانه ملی "کت پیک" به چاپ رسیده، چنین اظهار می نماید که با توجه به نمونه برداری های اولیه ما از پیدایش سیارات فراخورشیدی، پیدایش منظومه شمسی نمونه کمی عجیب و غریبی به نظر می رسد.

یک سیاره فراخورشیدی  سیاره‌ای است که خارج از سامانه خورشیدی قرار دارد. تا سال 2009تعداد 373 سیاره فراخورشیدی یا به قولی 407 سیاره  کشف شده‌اند. در میان سیاره‌های فراخورشیدی نمونه‌های شگرفی دیده می‌شوند، برای نمونه سیاره‌ای مشابه به سیاره کوروت-7بی (COROT-7b) در 260 سال نوری از زمین وجود دارد که سرعت گردش آن به‌دور ستاره مادرش چنان بالاست که هر سال در این سیاره تنها سه روز به‌درازا می‌کشد.

دانشمندان بر این باورند که سیاره‌های بیشماری بوده یا هستند که توسط ستاره خود فروبلعیده شده یا از مدار و منظومه خود به بیرون پرت شده و در فضای خالی سرگردان گشته‌اند.

اولین پارامتری که این دو روش تشکیل را تمایز می دهد، همان گریز از مرکز می باشد.Abt برای ایجاد یک سطح پایه در مقایسه، ابتدا توزیع نیروی گریز از مرکز را برای 188 ستاره دوتایی طرح ریزی کرده و پس از آن ، آنرا با تنها سیستم شناخته شده ای که با همان طرح (منظومه شمسی ما) ، یعنی از طریق روش دیسک تشکیل شده است مقایسه می کند. این تحقیق نشان داد که اکثریت ستارگان دارای مداراتی با نیروی گریز از مرکز پایین می باشند، و با افزایش نیروی گریز از مرکز این درصد به آرامی کاهش می یابد. در منظومه شمسی ما که تنها یک سیاره در آن (پلوتو) نیروی گریز از مرکزی بزرگتر از 0.2 دارد ، این توزیع کاهش یافته و بسیار شیب دار خواهد بود. هنگامیکه Abt توزیع برای 379 سیاره را با نیروی گریز از مرکز شناخته شده ایجاد کرد، نتایج تقریباً همسانی در زمینه ستاره های دوتایی بدست آمد.

(ستاره دوتایی به دو ستاره گفته می‌شود که به هم نزدیک هستند و به دور مرکز ثقلشان گردش می‌کنند. به ستاره کوچکتر ستاره همدم گفته می‌شود.تحقیقات جدید نشان می‌دهد درصد زیادی از ستارگان بخشی از یک سامانه حداقل دو ستاره‌ای هستند. ستارگان دوتایی در اخترفیزیک بسیار مهم هستند زیرا مدار آنها جرمشان را مشخص می‌کند.جرم بسیاری از ستارگان تکی از روی برون‌یابی جرم ستارگان دوتایی بدست می‌آید. ستاگان دوتایی با ستاره دوتایی نوری یکی نیستند, تفاوت آنها در این است که ستارگان دوتایی نوری از زمین نزدیک یکدیگر دیده می‌شوند ولی آنها هیچ اثر گرانشی بر یکدیگر ندارند.ستارگان دوتایی از روی طیف‌سنجی هم شناخته می‌شوند. اگر مدار حرکت این ستارگان در راستای دید زمین باشد آنها از طریق گرفت تشخیص داده خواهند شد.)

همچنین طرح مشابه ای برای نیم محور اصلی ستارگان دوتایی و منظومه شمسی ما ساخته شد. اینبار هم نتایج بدست آمده ، هنگامیکه این طرح برای سیارات فراخورشیدی شناخته شده ترسیم شد ، حاکی از توزیع مشابهی با سیستم های ستاره ای دوتایی جفت شده بود.

Abt با مقایسه نسبت چنین مدارهایی، فاصله گذاری مداری را تعیین کرده است. با این وجود وی به جای مقایسه ساده با منظومه شمسی ، موقعیت مشابه تشکیل ستاره های اطراف توده مرکزی کهکشان را مورد ملاحظه قرار داد و در این روش توزیع مشابهی را ایجاد کرد.در این مورد ، نتایج شگفت آور بودند و هر دو روش تشکیل ، نتایج یکسانی را حاصل کردند.

درنهایت،Abt میزان عناصر سنگین در حجیم ترین بدنه را نیز مورد ملاحظه قرار داد. کاملاً معلوم است که اکثر سیارات فراخورشیدی در اطراف ستارگانی یافت می شوند که دارای فلزات غنی می باشند. در حالیکه هیچ دلیلی برای تشکیل سیارات در دیسکی که نمی تواند در اطراف ستارگان باجرم بالا باشد وجود ندارد، داشتن یک ابر غنی فلزی که از آن برای تشکیل ستاره ها و سیاره ها استفاده می شود یه نیاز ضروری در مدل بهم پیوستگی است ( زیرا این امر منجر به سرعت بخشیدن به روند فروپاشی شده، و اجازه می دهد تا سیارات غول پیکر پیش از پراکندگی کامل ابر ،به طور کامل تشکیل شوند.) بنابراین ، این واقعیت که اکثریت قریب به اتفاق سیارات فراخورشیدی در اطراف ستارگان فلزی غنی وجود دارند از فرضیه بهم پیوستگی طرفداری می کند.

بخش دانش و زندگی

منبع: سایت نجوم ایران، Universetoday،دانشنامه فضایی ایران