کشف ستارگان سیاره‌خوار منظومه شمسی توسط اخترشناسان

به گزارش گروه علم و فناوری پایگاه خبری سوفیانیوز، این معما، یکی از بزرگ‌ترین پرسش‌ها در نجوم است و دانشمندان با بررسی بیش از 5500 سیاره فراخورشیدی که در اطراف ستارگان دیگر کشف شده‌اند، اندکی به جواب نزدیک شده‌اند. بااین‌حال، پاسخ معما دراثر مشکلی نسبتا چشمگیر مخدوش شده است: بعضی ستارگان سیاره‌هایشان را می‌خورند و با این کار، آموختن آنچه را که برای منظومه‌های سیاره‌ای ««معمولی» به‌حساب می‌آید، قدری پرزحمت می‌کنند.

اکنون براساس مطالعه‌ جدیدی که در نشریه نیچر منتشر شده است، ممکن است بلعیده‌شدن سیاره‌ها نه رویدادی غیرمنتظره، بلکه رایج در کیهان باشد. تیمی بین‌المللی از دانشمندان به ده‌ها جفت ستاره‌ی همزاد و نزدیک به هم (ستارگانی که همزمان از ابر پیش‌ستاره‌ای یکسان متولد شده‌اند) نگاه انداختند. انتظار می‌رفت که هردو ستاره‌ی همزاد، حیاتشان را با ترکیبات اساسا یکسان شروع کرده باشند؛ اما دانشمندان دریافتند که همیشه این‌گونه نبود. در 8 درصد از آن جفت‌های دوقلو، یکی از ستاره‌ها به‌طرز آشکار توده‌هایی از عناصر را که معمولاً در سیاره‌ها یافت می‌شوند، از خود دفع می‌کنند.

اخترشناسان قبلاً برای کشف ستارگان حریص سیاره‌خوار، دوقلوهای ستاره‌ای را مطالعه کرده بودند؛ اما یافته‌ها هرگز تا این حد قاطعانه نبودند. یوان‌سن تینگ، اختر فیزیکدان دانشگاه ملی استرالیا و از نویسندگان مطالعه، با اشاره به قدرت بالای سیگنال‌های مشاهده‌ شده، یافته‌ مطالعه را تخمینی حد پایین توصیف می‌کند.

نویسندگان مطالعه گمان می‌کنند که سوءهاضمه‌ مشاهده‌ شده در ستارگان، نشان‌دهنده‌ تغییر وعده‌های غذایی مصرفی آن‌ها در دوران بزرگسالی‌شان است؛ یعنی زمانی که مسیرهای مداری ناپایدار به‌طور منظم سیاره‌ها را به سمت آغوش جهنمی ستاره می‌فرستد. این امر نشان می‌دهد که آشفتگی‌های گرانشی که احتمالا از جانب ستارگان سرگردان درحال گذر یا غول‌های گازی مهاجر به‌ وجود می‌آید، می‌تواند جهان‌های سنگی را حتی در منظومه‌های بالغ به‌طور مرتب به سمت ستارگانشان پرتاب کند.

کشف اخیر همچنین راهی کارآمدتر برای جستجوی سیاره‌های فراخورشیدی ارائه می‌دهد. لورنزو اسپینا، اخترفیزیکدان رصدخانه‌ی نجومی پادوآ در ایتالیا به ساینتیفیک آمریکن می‌گوید: «در آینده می‌توانیم از فراوانی مواد شیمیایی موجود در ستارگان برای انتخاب اهداف اولویت‌دار در هنگام جستجوی سیاره‌ها استفاده کنیم.» اسپینا باور دارد ستارگانی که فاقد نشانه‌های بلعیدن سیاره هستند، به احتمال بیشتر از منظومه‌ای شبیه به محله کیهانی ما میزبانی می‌کنند.

در مسیر گسترده‌ پژوهش برای درک حیات و مرگ سیاره‌ها، یافتن چنین شواهد محکمی از بلعیده‌شدن آن‌ها به‌وسیله‌ی ستارگانشان، توضیحی برای معمایی قدیمی محسوب می‌شود. برای سال‌ها، ستارگانی که چرخش‌های عجیب، شعله‌های غیرعادی یا ترکیبات شیمیایی خاص را نشان می‌دادند، اخترشناسان را متحیر کرده بودند. ستارگانی که به‌طرز عجیب از عناصر دیرگداز (آهن و حتی فلزاتی مقاوم‌تر در برابر تبخیر) غنی شده‌اند، اجرامی شک‌برانگیز به‌نظر می‌آیند؛ زیرا چنین مواد بادوامی اغلب به سیاره‌ها راه پیدا می‌کنند.

اما با بررسی ستارگان منفرد به‌سختی می‌شد فهمید که آیا ستاره، سیاره‌‌اش را به وعده‌ غذایی خود تبدیل کرده یا از یک ابر میان‌ستاره‌ای منحصربه‌فرد شکل گرفته است. درمقابل، دوقلو‌های ستاره‌ای که در یک زمان از ابری یکسان متولد شده‌اند، برای کشف معما ایده‌آل هستند. تینگ می‌گوید: «درست مانند بسیاری از مطالعات جامعه‌شناسی، دوقلوها شگفت‌انگیز هستند؛ زیرا با رفتن به سراغ آن‌ها تمام عوامل مخدوش‌کننده‌ی دیگر را حذف می‌کنید.» اگر یکی از آن دوقلوها از نظر عناصر تشکیل‌دهنده شباهت بالایی به ابر پیش‌ستاره‌ای خود داشته باشد، اما همزاد ستاره‌ای‌اش حاوی مقادیر زیادی سیلیکن و آهن باشد، به احتمال زیاد دومی از ضیافت بلعیدن سیاره بازگشته است.

تیم پژوهشی برای به‌دست‌آوردن حداکثر اندازه‌ نمونه، از تلسکوپ فضایی گایا متعلق به آژانس فضایی اروپا استفاده کرد. این رصدخانه‌ی فضایی به‌طور خاص در ردیابی سفر میلیاردها ستاره‌ی چرخان در راه شیری عملکردی بسیار خوب دارد. درواقع گایا آن‌قدر ابزار مفیدی است که می‌توان از داده‌های آن برای ردیابی دوباره‌ی حرکات طولانی یک ستاره و آشکارسازی ارتباط نزدیکش با ستارگان دوردست دیگر استفاده کرد. بدین ترتیب، پژوهشگران 91 جفت ستاره‌ی همزاد را شناسایی کردند که بسیاری‌شان چندان بی‌شباهت به خورشید ما نبودند.

پژوهشگران سپس ترکیب شیمیایی ستارگان را با استفاده از تلسکوپ‌های بزرگ زمینی ثبت کردند و 21 عنصر را که عموما با سیاره‌ها مرتبط هستند، ازجمله کربن، اکسیژن، سیلیکن، آهن، نیکل و روی شناسایی کردند. فن لیو، اخترشناس در دانشگاه موناش استرالیا و از نویسندگان مطالعه می‌گوید: «ما می‌توانیم تمام تفاوت‌های ظریف در این عناصر مختلف را تشخیص دهیم.» لیو و همکارانش در 8 درصد از جفت‌ها نشانه‌های رویداد بلعیدن سیاره‌ای را مشاهده کردند.

پرسش‌های فراوانی بی‌پاسخ باقی می‌مانند؛ مثل اینکه چه نوع سیاره‌هایی معمولا خوراک ستاره‌هایشان می‌شوند و چگونه می‌توان مطمئن شد که آیا هیچ ستاره‌ای به‌طور کامل از بلعیدن سیاره‌هایش اجتناب کرده است یا خیر.

اما آیا 8 درصد یا بیشتر از تمام ستارگان احتمالا سیاره‌خوار هستند؟ شواهد ضمنی به‌طور غیرقطعی همین را نشان می‌دهند؛ اما ارزیابی چنین نرخی بسیار چالش‌برانگیز است. حتی نمونه‌ای از 91 دوقلوی ستاره‌ای درمقایسه با صدها میلیارد ستاره‌ کهکشان راه شیری بسیار کوچک است، چه رسد به ستارگان بی‌شمار کهکشان‌های دیگر.

یافته‌های مطالعه چه چیزی را در مورد خورشید میانسال ما می‌گویند؟ ستاره‌ی ما هیچ دوقلوی همزاد شناخته‌شده‌ای ندارد؛ اما مطالعات متعدد روی ستارگان مشابه در مکان‌های دیگر کهکشان نشان می‌دهد که خورشید به‌طور ویژه از عناصر دیرگداز غنی نشده است. درواقع حتی به‌نظر می‌رسد که خورشید از این عناصر تهی شده است و همین ویژگی، آن را از جنبه‌ای دیگر غیرعادی جلوه می‌دهد. کین می‌گوید: «هرچه بیشتر به منظومه شمسی خودمان نگاه کنیم، مسئله عجیب‌تر می‌شود.»

به‌گفته‌ی اسپینا، ما دریافته‌ایم که تنوع عظیمی از منظومه‌های سیاره‌ای در کیهان وجود دارد. با درنظرگرفتن این محیط خارق‌العاده، محله‌ خودمان قدری کسل‌کننده به‌نظر می‌آید. منظومه شمسی آشفته نیست و تمام سیاره‌ها به‌خوبی در اطراف خورشید جای گرفته‌اند. زمین ممکن است صرفا بدین دلیل وجود داشته باشد که خورشید برخلاف بسیاری از ستارگان مشابه دیگر، تمایلی به بلعیدن سیاره‌هایش نداشته است.