كشف اولين سياره‌ غول‌آسا در اطراف يك كوتوله‌ سفيد

ستاره‌اي روبه نابودي در ابعاد زمين را درانديشه متخصصين بگيريد كه سياره‌اي غول آسا در ابعاد مشتري در مدار آن قرار دارد و هر ۳۴ ساعت به دور آن مي‌چرخد. به‌انديشه متخصصين عجيب مي‌رسد كه شيئي كوچك‌تر اما متراكم جرمي با اين ابعاد را كنترل كند. ابعاد كوتوله‌ي سفيد را مي‌توان برابر با لكه‌ي سرخ بزرگ سياره‌ي مشتري دانست. با اين توصيف مي‌توان به شگفتي اين منظومه‌ي ستاره‌اي پي برد.

به‌گفته‌ي يان كراسفيلد، استاديار فيزيك و نجوم دانشگاه كانزاس و يكي از مؤلفان پژوهش، اولين‌بار است كه سياره‌اي غول‌آسا در اطراف كوتوله‌اي سفيد كشف مي‌شود. اين پژوهش به رهبري آندرو واندربرگ از دانشگاه ويسكانسين ماديسون در مجله‌ي Nature منتشر شد. در سال ۲۰۱۵، واندربرگ و همكاران او از كشف سياره‌اي كوچك يا احتمالا يك سيارك خبر دادند كه دور ستاره‌‌اي از نوع كوتوله‌ي سفيد مي‌چرخيد؛ اما يافته‌ي جديد به‌دليل بزرگي سياره، منحصر‌به‌فرد است.

در فاصله‌ي تنها چند ميليارد سال، سوخت خورشيد به پايان خواهد رسيد و به غولي سرخ و بزرگ تبديل خواهد شد. در مرحله‌ي بعد، خورشيد به كوتوله‌اي سفيد و كوچك در ابعاد زمين تبديل مي‌شود كه جرم آن برابر با نيمي از جرم فعلي خورشيد است. كوتوله‌ي سفيد در حين سردشدن گرما و نوري را از خود منتشر مي‌كند؛ اما ديگر فاقد فرايند همجوشي هسته‌اي خواهد بود. اين سرنوشت براي ديگر ستاره‌هاي مشابه خورشيد در كل كيهان رقم خواهد خورد. طبق پژوهش جديد، سياره‌هاي خارجي منظومه‌هاي ستاره‌اي مي‌توانند از مرگ ستاره‌ي خود جان سالم به در ببرند. حالا اين پژوهش جديد الهام‌بخش ستاره‌شناس‌ها براي جستجوي اجرامي مشابه در اطراف كوتوله‌هاي سفيد شده است.

ستاره‌شناس‌ها براي كشف سياره‌ي WD 1856b در اطراف ستاره‌ي كوتوله‌ي سفيد از روش گذار و اسكن‌هاي مادون قرمز استفاده كردند. آن‌ها با استفاده از تلسكوپ فضايي تس ناسا، هر ۱/۴ روز يك بار، نوسان‌هاي نوري كوتوله‌ي سفيد را ضبط كردند. نوسان‌ها علامت بالقوه‌اي از گذار سياره‌ از مقابل ستاره‌‌ي ميزان هستند. مؤلفان، اين داده‌ها را با داده‌هاي مادون قرمز تلسكوپ فضايي اسپيتزر ناسا كه در ماه ژانويه‌ي گذشته جمع‌آوري شده بودند، تأييد كردند. پژوهشگرها با تحليل اين منظومه‌ي ستاره‌اي در طول موج‌‌هاي مادون قرمز، متوجه شدند سياره‌اي در اطراف كوتوله‌ي سفيد وجود دارد. به‌گفته‌ي كراسفيلد:

ستاره‌هاي جديد‌تر معمولا نور مادون قرمز زيادي را منتشر مي‌كنند؛ درحالي‌كه سياره‌هاي سرد نور كمتري را منتشر مي‌كنند. به‌همين‌دليل، نور مادون قرمز بيشتري را مشاهده نكرديم كه بتواند به تأييد اين كشف جديد كمك كند.

براي تأييد كشف يادشده از تعداد زيادي از تلسكوپ‌هاي زميني استفاده شد. بر اساس حدس مؤلفان، سياره‌ي WD 1856b به‌لطف مسافت زياد، از گذار ستاره‌ي ميزبان خود به غول سرخ جان سالم به در برده است. به‌گفته‌ي كراسفيلد: «اگر سياره‌ي جديد از همان ابتدا در نقطه‌ي فعلي خود قرار داشت از مرگ ستاره‌ي ميزبان جان سالم به در نمي‌برد.» به همين دليل بايد در فاصله‌ي دورتري از ستاره‌ي ميزبان قرار مي‌گرفت تا بتواند به حيات خود ادامه دهد. در نهايت پس از تبديل ستاره به كوتوله‌ي سفيد، سياره‌ هم به ستاره‌ي خود نزديك‌تر شد.

طبق شبيه‌سازي پژوهشگرها، يك سناريوي ديگر هم وجود دارد: با بلعيده‌شدن سياره‌هاي داخلي توسط غول سرخ، مدار WD 1856b ثبات خود را از دست داده و وارد مداري بيضي شكل شده است. اين مدار در بازه‌هاي كيهاني مختلف به مرور كوچك‌تر شد تا بالاخره به مدار دايره‌اي فعلي تبديل شد. به گفته‌ي كراسفيلد:

 معتقديم ستاره‌‌ي موردانديشه متخصصين دقيقا ۶ ميليارد سال پيش مرده و به كوتوله‌اي سفيد تبديل شده است. دقيقا زماني‌كه هنوز اثري از خورشيد، زمين و منظومه‌ي شمسي وجود نداشت.

اين پديده نه غيرممكن است نه محتمل. بلكه مي‌توان با اندازه‌گيري تركيب جوي سياره با تلسكوپ فضايي جيمز وب كه سال آينده پرتاب خواهد شد به پاسخي قطعي رسيد.

درواقع WD 1856b در مداري نسبتا پايدار قرار دارد و تقريبا ۸۰ سال نوري از زمين فاصله دارد؛ بنابراين دانشمندان مي‌توانند در سال‌هاي آينده به مطالعه آن بپردازند. تنها خصوصيات قطعي به‌دست‌آمده از اين سياره، ابعاد (كمي بزرگ‌تر از مشتري)، دوره‌ي گردش (۳۴ ساعت) و دماي تقريبي آن (زير سطح انجماد) هستند. رصدهاي آينده مي‌توانند داده‌هاي بيشتري را درباره‌ي شكل‌گيري و چگونگي گذار آن به نقطه‌ي كنوني فراهم كنند.از طرفي كوتوله‌هاي سفيد مي‌توانند در گذارهاي بعدي به كوتوله‌هاي قهوه‌اي و حتي كوتوله‌هاي سياه فاقد نور يا گرما تبديل شوند. طبق پژوهشي جديد، بزرگ‌ترين كوتوله‌هاي سياه در نهايت به شكل سوپرنوا منفجر مي‌شوند؛ اما اين اتفاق ممكن است در فاصله‌ي تريليون‌ها سال رخ دهد.