پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی اخیراً یک سیاره فراخورشیدی جوان را کشف کرده‌اند که می‌تواند درک فعلی ما از چگونگی شکل‌گیری سیارات در منظومه‌های ستاره‌ای جدید را زیر سؤال ببرد. این سیاره که IRAS 04125+2902 b نام‌گذاری شده، تنها حدود ۳ میلیون سال عمر دارد که آن را به جوان‌ترین سیاره کشف‌شده با روش‌های غالب تشخیص سیاره تبدیل می‌کند.
کشف این سیاره به خودی خود هیجان‌انگیز است، اما آنچه جالب‌تر است این است که این سیاره تقریباً هم‌سن ستاره مادر خود است. مدار این سیاره نیز با دیسک پیش‌سیاره‌ای اطراف ستاره ناهماهنگ است که به محققان امکان می‌دهد آن را به‌وضوح مشاهده کنند.
این غول گازی جوان که حدود ۵۲۱ سال نوری از زمین فاصله دارد، دارای مداری عجیب است که اطلاعات هیجان‌انگیزی را هنگام گذر از مقابل ستاره مادرش فراهم می‌کند به‌صورتی که هنگام این گذار تقریبا هیچ مانعی در برابر مشاهده وجود ندارد. ابزارهای زمینی مانند تلسکوپ Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ناسا این کشف را ممکن کردند.
این سیاره هم‌اکنون سنی تقریبا برابر با ستاره‌ی مادرش دارد که طبق درک ما از روند تشکیل سیارات از لحاظ کیهان‌شناسی بیش از اندازه کوتاه است.
آیا در مورد تشکیل سیارات تاکنون اشتباه می‌کرده‌ایم؟
IRAS 04125+2902 b شعاعی حدود ۱۰.۷ برابر زمین دارد که آن را از نظر اندازه با مشتری قابل‌مقایسه می‌کند. با این حال، این سیاره بسیار کم‌چگال‌تر است و تنها ۳۰٪ جرم مشتری را دارد.
این چگالی کم نشان می‌دهد که سیاره هنوز در مراحل شکل‌گیری است و مراحل انقباض و خنک‌شدن معمول برای غول‌های گازی بالغ را پشت سر نگذاشته است. این سیاره در فاصله‌ای نزدیک از ستاره خود که تقریباً ۷۰٪ جرم خورشید را دارد، می‌چرخد و هر ۸.۸۳ روز زمینی یک مدار کامل را طی می‌کند.
براساس این مقاله‌ی جدید، مدار سریع این سیاره فراخورشیدی و چگالی نسبتاً پایین آن اطلاعات ارزشمندی در مورد فرآیندهایی که شکل‌گیری سیارات را در محیط‌های پرتلاطم اطراف ستاره‌های جوان هدایت می‌کنند، ارائه می‌دهد.
به گفته نویسندگان مطالعه:
تا جایی که می‌دانیم، این سیاره جوان‌ترین سیاره گذری کشف‌شده تاکنون است، حدود سه برابر جوان‌تر از دیگر سیارات مشابه.
پیش از این کشف، جوان‌ترین سیارات گذری شناسایی‌شده بین ۱۰ تا ۴۰ میلیون سال عمر داشتند، و این سؤال را مطرح می‌کردند که آیا سیارات می‌توانند در چند میلیون سال اول زندگی یک ستاره شکل بگیرند یا خیر.
اکنون این کشف شواهد قطعی ارائه می‌دهد که شکل‌گیری سیاره‌ای می‌تواند بسیار زودتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد رخ دهد. ستاره مادر IRAS 04125+2902 b توسط یک دیسک پیش‌سیاره‌ای احاطه شده است که از گاز و غبار باقی‌مانده از تولد ستاره تشکیل شده است.
یک سیاره جوان بسیار جالب!
این دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای معمولاً با صفحه مداری سیارات هماهنگ هستند، اما در این مورد، بخش بیرونی دیسک با زاویه ۳۰ درجه کج شده است. این ناهماهنگی به ستاره‌شناسان امکان داد سیاره را هنگام گذر از مقابل ستاره که یک سایه‌نما در برابر نور آن ایجاد کرده بود، مشاهده کنند.
منشأ این ناهماهنگی هنوز نامشخص است. ستارگان همراه اغلب می‌توانند باعث کج‌شدن دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای شوند، اما در این سیستم، جایگاه ستاره همراه به نظر می‌رسد که با صفحه سیاره مورد انتظار هماهنگ باشد.
محققان اشاره می‌کنند که چنین دیسک‌های پیچ‌خورده «پنجره‌های نادری به دینامیک شکل‌گیری سیاره‌ها ارائه می‌دهند که در غیر این صورت توسط گاز و غبار متراکم پنهان هستند.» این پیکربندی منحصربه‌فرد فرصتی ارزشمند برای مطالعه نیروهای مؤثر در سیستم‌های سیاره‌ای جوان فراهم می‌کند.
کشف IRAS 04125+2902 b نگاهی نادر به مراحل اولیه شکل‌گیری غول‌های گازی ارائه می‌دهد. در فاصله ۵۲۱ سال نوری از ما، جو این سیاره جوان و دیسک پیش‌سیاره‌ای ناهماهنگ آن مدل‌های فعلی ما را به چالش می‌کشد. رصدهای بیشتر، به‌ویژه با تلسکوپ جیمز وب (JWST)، می‌تواند درک ما از تکامل سیارات و فرآیندهای شکل‌دهنده سیستم‌های جوان را متحول کند.
این مطالعه در مجله‌ی Nature منتشر شده است.
منبع: Interestingengineering
