سیارات غول‌پیکر چگونه شکل می‌گیرند؟

به گزارش خبرآنلاین، ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب(JWST) سیاره‌ای بیگانه را بررسی کرده‌اند که می‌تواند به تعریف خط جداکننده سیارات و ستارگان کمک کند.

این سیاره فراخورشیدی عجیب «29 Cygni b» نام دارد و یک غول گازی با حدود ۱۵ برابر جرم مشتری است که در فاصله ۱۳۳ سال نوری از زمین قرار دارد و ۱۵۰ برابر عناصر سنگین زمین در آن یافت می‌شود.

تصور می‌شود که اکثر سیارات از طریق یک فرآیند «پایین به بالا» تشکیل می‌شوند که در آن توده‌های کوچکی از سنگ و یخ به هم می‌پیوندند تا به تدریج یک جهان را تشکیل دهند. با این حال، فرآیندهای «پایین به بالا» برای توضیح تشکیل سیاراتی با جرمی به اندازه «29 Cygni b» با مشکل مواجه هستند.

گفته می‌شود که چنین غول‌هایی از طریق یک فرآیند «بالا به پایین» شامل فروپاشی مستقیم تکه‌های متراکم گاز و غبار در قرص‌های پیش‌سیاره‌ای که به دور ستاره‌های نوزاد می‌چرخند، تشکیل می‌شوند. این همان روشی است که خود ستاره‌ها از تکه‌های متراکم در ابرهای بسیار بزرگتر گاز و غبار بین ستاره‌ای تشکیل می‌شوند.

به نقل از ایسنا، اکنون تلسکوپ فضایی «جیمز وب» شواهد متعددی را جمع‌آوری کرده است که نشان می‌دهد راهی وجود دارد که سیارات عظیمی مانند «29 Cygni b» بتوانند از طریق فرآیندهای «پایین به بالا»، درست مانند همتایان کوچک‌تر خود تشکیل شوند.

سیاره «29 Cygni b» روی خط تقسیم فرآیندهای تشکیل قرار دارد. اگرچه جرم زیاد آن نشان‌دهنده یک فرآیند «بالا به پایین» است، اما مدار وسیع آن (فاصله متوسط ​​آن از ستاره‌اش 2.4 میلیارد کیلومتر، مشابه با مدار اورانوس در منظومه شمسی ما) به مکانیسم تشکیل «پایین به بالا» اشاره دارد.

این تیم به طور مستقیم از «29 Cygni b» با استفاده از دوربین نزدیک به فروسرخ(NIRCam) تلسکوپ «جیمز وب» تصویربرداری کرد که بخشی از برنامه‌ای است که از چهار سیاره فراخورشیدی تصویربرداری خواهد کرد که همه آنها در فاصله حدود 15 میلیارد کیلومتر به دور ستاره‌های خود می‌چرخند و جرمی بین یک تا 15 برابر مشتری دارند. همه این سیارات نیز نسبتاً جوان هستند و از زمان تشکیل خود هنوز داغ هستند و دمای آنها از 530 تا 1000 درجه سانتیگراد متغیر است، به این معنی که همه آنها باید شیمی جوی مشابهی نیز داشته باشند.

محققان به دنبال نوری بودند که توسط کربن دی‌اکسید و کربن مونوکسید جذب می‌شود که به آنها اجازه داد تا نسبت عناصر سنگین‌تر از هلیوم را که ستاره‌شناسان آنها را «فلزات» می‌نامند، در جو «29 Cygni b» اندازه‌گیری کنند.

این نشان داد که این سیاره فراخورشیدی نه تنها از نظر دارا بودن فلزات حدود 150 برابر غنی‌تر از زمین است، بلکه از ستاره مادر خود نیز بسیار غنی‌تر از فلز است. این نشان می‌دهد که این غول گازی هنگام شکل‌گیری، انبوهی از توده‌های غنی از فلز را از قرص پیش‌سیاره‌ای اولیه خود جمع‌آوری کرده است.

این تیم همچنین مشخص کرد که جهت‌گیری مدار «29 Cygni b» با چرخش ستاره مادر آن همسو است که نشان می‌دهد این سیاره واقعاً در یک قرص پیش‌سیاره‌ای شکل گرفته است.

با ادامه بررسی سیارات مشابه، این برنامه کشف خواهد کرد که آیا سایر سیارات مشابه نیز در طول شکل‌گیری خود، حریصانه ماده غنی از فلز را جذب کرده‌اند یا خیر. این امر می‌تواند در نهایت به دانشمندان کمک کند تا بفهمند که چگونه عظیم‌ترین سیارات کهکشان راه شیری، چه مانند ستاره‌ها و چه مانند سیارات کوچکتر متولد شده‌اند.

۵۸۵۸