کشف سیاره‌ای جدید که می‌تواند راز شکل‌گیری برخی جهان‌های غول‌پیکر را فاش کند
سیاره‌ای کلان‌جرم و جوان در موقعیت عجیبی در منظومه‌ی ستاره‌ای خود قرار دارد و پژوهشگران را بر آن داشته است تا بحث طولانی درباره‌ی چگونگی شکل‌گیری دنیاهای غول‌پیکر را باز کنند. جرم این پیش‌سیاره، ۹ برابر جرم سیاره مشتری است و در فاصله‌ی دوردستی از ستاره‌ی خود قرار دارد. انتظار می‌رفت این سیاره طبق روال عادی به روش تجمع مواد تشکیل شده باشد؛ اما این جهان کلان جرم احتمالاً به صورت یک جا و در درون‌پاشی شدیدی از گاز و غبار شکل گرفته است. به گفته‌ی تاین کوری، اخترفیزیکدان تلسکوپ سوبارو در هیلوی هاوایی: «اولین واکنش من این بود که چنین چیزی واقعیت ندارد.»
دانشمندان سال‌ها است درباره‌ی نحوه‌ی شکل‌گیری سیاره‌های غول‌پیکر بحث می‌کنند. براساس نظریه‌ی تجمع هسته، سیاره‌ها از قطعات کوچک ماده در قرصی از گاز و غبار و یخ تشکیل می‌شوند که در اطراف ستاره‌ای جوان می‌چرخد. توده‌ها به مرور مواد دیگر را جذب می‌کنند و هسته‌ی سیاره را تشکیل می‌دهند. در فاصله‌ی مشخصی از ستاره، هسته پوششی ضخیم از هیدروژن و هلیوم را جذب می‌کند و به جهانی گازی و متورم تبدیل می‌شود.
اما سیاره‌ی جدید در دامنه‌های بیرونی منظومه‌ای ستاره‌ای به نام ای‌بی ارابه‌ران (AB Aurigae) قرار دارد. در این محدوده مواد کمتری برای شکل‌گیری هسته وجود دارند و هسته نمی‌تواند برای جذب پوشش گازی به اندازه‌ی کافی سنگین شود. به گفته‌ی کوری و همکاران، موقعیت دورافتاده‌ی سیاره این فرضیه را مطرح می‌کند که احتمالاً این سیاره ازطریق روش ناپایداری قرص شکل گرفته است. در این روش قرص اطراف ستاره به توده‌هایی هم‌اندازه با سیاره تقسیم می‌شود. سپس این توده‌ها با سرعت بالایی دچار درون‌پاشی می‌شوند و تحت گرانش خود به یکدیگر جذب می‌شوند و سیاره‌های غول‌پیکر را تشکیل می‌دهند.
در تصویر رنگی کاذب سال ۲۰۲۱ (سمت چپ) از تلسکوپ فضایی هابل، قرصی از گاز و غبار حول ستاره‌ی AB Aurigae (موقعیت با نماد ستاره مشخص شده است) قرار دارد. با بزرگ‌نمایی در تصویر (سمت راست، پایین) سیاره‌ای در حال شکل‌گیری به نام AB Aur b به شکل نقطه‌ای درخشان در قرص دیده می‌شود (فلش)
کوری و همکاران او با استفاده از تلسکوپ سوبارو برفراز کوه ماونا کیا، از سال ۲۰۱۶ تا ۲۰۲۰ به رصد دوره‌ای ستاره‌ی AB Aurigae پرداختند. تلسکوپ فضایی هابل هم این ستاره را به صورت مکرر در بازه‌ای سیزده ساله رصد کرد. پژوهشگرها با بررسی تمام تصاویر به‌دست‌آمده، نقطه‌ای درخشان را کنار ستاره مشاهده کردند. این توده‌ی درخشان به وضوح، سیاره‌ای اولیه به نام AB Aur b را نشان می‌دهد که در فاصله‌ی تقریبی ۱۴ میلیارد کیلومتری از ستاره‌ی خود می‌چرخد. این فاصله سه برابر فاصله‌ی نپتون تا خورشید است. در تصاویر به نظر می‌رسد که سیاره‌ی AB Aur b ازطریق روش ناپایداری قرص تشکیل شده است.
کوری می‌گوید: «برای مدتی طولانی باور نمی‌کردم شکل‌گیری سیاره به روش ناپایداری قرص واقعاً نتیجه‌بخش باشد.» ازآنجاکه AB Aur b هنوز در حال رشد است و در قرص ستاره‌ی جوان قرار دارد، می‌توان از آن برای توصیف شکل‌گیری سیاره‌های کلان جرم دور از ستاره استفاده کرد. کین کنوپاکی، اخترفیزیکدان دانشگاه سن دیگوی کالیفرنیا که در این پژوهش مشارکتی نداشت، می‌گوید:
شاید تنها چند نمونه‌ی اندک از این سیاره‌ها را بشناسیم. درنتیجه هر سیاره‌ای که از این نوع پیدا کنیم ارزشمند است.
به سختی می‌توان صرفاً از رصدها تشخیص داد سیاره‌ای به روش ناپایداری قرص تشکیل شده است یا تجمع هسته. این حقیقت که AB Aur b از ستاره‌ی خود بسیار دور است می‌تواند شاهد خوبی بر وقوع روش ناپایداری قرص باشد. بااین‌حال به گفته‌ی کنوپاکی: «معتقدم هنوز کارهای زیادی را باید انجام داد و روش‌های دیگری را برای ارزیابی منظومه‌ها بررسی کرد.»
کنوپاکی و کوری می‌گویند این پژوهش، دومین رصد مستقیم پیش‌سیاره است. اغلب اوقات پژوهشگرها در تشخیص تفاوت سیاره‌ی در حال شکل‌گیری واقعی با قرص سیاره‌ای دچار مشکل می‌شوند. تلسکوپ فضایی جیمز وب که به‌تازگی پرتاب شده است می‌تواند با بررسی منظومه‌ی AB Aurigae و منظومه‌های مشابه آن، به درک خوبی از غول‌های گازی دور از ستاره برسد. کوری می‌گوید: «معتقدم این سیاره بحث‌ها و پژوهش‌های متعددی را در آینده به‌دنبال خواهد داشت.»
نظرات