جوان‌ترین سیاره کشف شده دارای مدار نامنظم است، دانشمندان را شگفت‌زده کرد

پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی اخیراً یک سیاره خارج از منظومه خورشیدی نوزاد کشف کرده‌اند که می‌تواند درک کنونی ما از چگونگی شکل‌گیری سیارات در سیستم‌های خورشیدی تازه‌تاسیس را به چالش بکشد. این سیاره با نام IRAS 04125+2902 b شناخته می‌شود و تنها حدود ۳ میلیون سال سن دارد، که آن را به جوان‌ترین سیاره‌ای تبدیل می‌کند که تاکنون با استفاده از روش غالب تشخیص سیارات کشف شده است.

در حالی که کشف آن به اندازه کافی هیجان‌انگیز است، نکته جالب‌تر این است که سیاره خیلی بزرگتر از ستاره مادرش نیست. مدار این سیاره نیز با دیسک پیش‌سیاره‌ای نامنظم است و به محققان امکان مشاهده واضح آن را می‌دهد.

این سیاره ، یک غول گازی بسیار جوان، حدود ۵۲۱ سال نوری از زمین فاصله دارد. مدار عجیب آن همچنین به محققان این امکان را می‌دهد که اطلاعات هیجان‌انگیزی را بدست آورند زیرا که بدون هیچ مانع به ابزارهای زمینی مانند ماهواره نقشه‌برداری سیارات خارج از منظومه خورشیدی در حال گذر ناسا (TESS) در مقابل ستاره مادرش عبور می‌کند که این کشف را انجام داده است.

IRAS 04125+2902 b و ستاره مادرش تقریباً هم‌سن هستند که این درک ما از فرآیند تشکیل سیارات در کوتاه‌ترین مدت کیهانی تحت عنوان کنونی به چالش می‌کشد.

آیا درباره شکل‌گیری سیارات اشتباه می‌کنیم؟

IRAS 04125+2902 b دارای شعاعی تقریباً ۱۰.۷ برابر بزرگتر از زمین است که آن را در اندازه مشابه مشتری قرار می‌دهد، اما دارای چگالی به مراتب کمتری است و فقط ۳۰٪ از جرم مشتری را دارد.

این تفاوت در چگالی نشان می‌دهد که سیاره خارج از منظومه هنوز در حال شکل گیری است و مرحله‌های تراکم و خنک شدن که معمولاً در غول‌های گازی بالغ‌تر تجربه می‌شوند را هنوز تجربه نکرده است. این سیاره مدار خود را به ستاره‌ای که حدود ۷۰٪ از جرم خورشید ما را دارد، نزدیک است و هر ۸.۸۳ روز زمینی یک دور کامل می‌زند.

به‌طور خلاصه، مدار سریع این سیاره و چگالی نسبتاً پایین آن اطلاعات ارزشمندی درباره فرآیندهای راننده تشکیل سیارات در محیط‌های پرتلاطم سیستم‌های ستاره‌ای جوان ارائه می‌دهد.

به گفته نویسندگان مطالعه، «با توجه به اطلاعات ما، این باعث می‌شود IRAS 04125+2902 b به وسیله‌ای سه برابر جوان‌ترین سیاره گذری شناخته‌شده تا کنون باشد.»

پیش از کشف IRAS 04125+2902 b، جوان‌ترین سیارات گذری شناخته شده بین ۱۰ تا ۴۰ میلیون سال عمر داشتند. این امر باعث شد که دانشمندان بپرسند آیا سیارات می‌توانند در طی چند میلیون سال اولیه عمر یک ستاره شکل بگیرند.

این کشف اکنون شواهد قطعی‌ای ارائه می‌دهد که شکل‌گیری سیارات می‌تواند بسیار زودتر از آنچه پیش از این تصور می‌شد رخ دهد. ستاره میزبان IRAS 04125+2902 b توسط یک دیسک پیش‌سیاره‌ای که از گاز و گرد و غبار باقی‌مانده از تشکیل ستاره تشکیل شده است، احاطه شده است.

یک سیاره خارج از منظومه نوزاد بسیار جالب

معمولاً این دیسک‌ها با صفحه مداری یک سیاره هم‌راستا هستند. اما در این مورد، قسمت بیرونی دیسک به زاویه‌ای ۳۰ درجه منحرف شده است. این نامنظمی به اخترشناسان اجازه داد تا سیاره را در حال عبور از ستاره مشاهده کنند و یک سیلوئت در برابر نور ستاره ایجاد کنند.

منشأ این نامنظمی نامشخص است. ستارگان هم‌راسط می‌توانند اغلب باعث انحراف دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای شوند، اما در این سیستم، به نظر می‌رسد هم‌راه با صفحه سیاره هم‌راسط است.

پژوهشگران یادآوری می‌کنند که چنین دیسک‌های منحرف «فرصت‌هایی نادر برای مشاهده دینامیک‌های تشکیل سیاره‌ای که در غیر این صورت توسط گاز و گرد و غبار غلیظ پنهان می‌شوند، ارائه می‌دهند.» این پیکربندی منحصربه‌فرد فرصتی ارزشمند برای مطالعه نیروهایی است که در سیستم‌های سیاره‌ای جوان در حال کار هستند.

کشف IRAS 04125+2902 b نگاهی نادر به مراحل اولیه شکل‌گیری غول‌های گازی ارائه می‌دهد. در فاصله ۵۲۱ سال نوری، جو این سیاره خارج از منظومه نوزاد و دیسک پیش‌سیاره‌ای نامنظم آن چالش‌هایی برای مدل‌های موجود ارائه می‌دهد. مشاهدات، به‌ویژه با JWST، می‌تواند درک ما از تکامل سیاره‌ای و فرآیندهای شکل‌دهنده سیستم‌های جوان را انقلابی کند.

این مطالعه در مجله Nature در دسترس است.