«جیمز وب»، ۶ سیاره سرگردان را کشف کرد

به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از اسپیس، این سیاره‌ها که جرمی بین ۵ تا برابر جرم سیاره مشتری دارند خودشان در مداری به دور یک ستاره نمی‌چرخند بلکه گمان می‌رود همانند ستاره‌ها شکل گرفته و با تجمیع گازهای بین‌ستاره‌ای تشکیل شده باشند. یکی از این سیاره‌های سرکش همچنین با یک دیسک از گاز و غبار احاطه شده است که به قمرها یا شاید «سیاره‌های کوچک» (mini-planets) را شکل می‌دهد.

این اولین بار نیست که تلسکوپ جیمز وب سیارات شناور آزاد را کشف کرده است. برای مثال در سال ۲۰۲۳ نیز ستاره‌شناسان با استفاده از این وسیله نیرومند رصد فضایی در حدود ۴۰ مجموعه دوتایی از سیاره‌های بزرگ گازی شناور آزاد را در سحابی «اوریون» پیدا کردند. اما این شش جرم آسمانی تازه کشف شده در خوشه ستاره‌ای باز NGC ۱۳۳۳ در فاصله حدود ۹۶۰ سال نوری از زمین، سرنخ‌های محکمی درباره چگونگی شکل گرفتن آنها فراهم می‌کند.

هر چند تلسکوپ جیمز وب حساسیت لازم برای ردیابی و شناسایی سیاره‌های سرکش کوچکتر از پنج برابر جرم سیاره مشتری را دارد، اما هیچ موردی از این قبیل سیارات را در خوشه NGC ۱۳۳۳ پیدا نکرده بود. این حقیقت نور زیادی بر چگونگی شکل گیری این سیارات شناور آزاد می‌تاباند.

سیاره‌های منظومه خورشیدی ما در یک فراینده پایین به بالا متولد شدند و با تجمیع مواد خام در یک دیسک گاز و غبار چرخنده به دور خورشید شکل گرفتند و به مرور بزرگتر شدند.

راه دیگر شکل گرفتن سیارات یک فرایند بالا به پایین است به این شکل که سیارات تحت نیروی گرانش درست همانند شکل گیری ستارگان بطور مستقیم از ابر گاز و غبار کنده میشوند و ساخته میشوند. فقدان سیارات شناور آزاد در گستره جرم حدود یک تا پنج برابر جرم مشتری گواه محکمی بر این است که جرم معادل پنج برابر جرم مشتری حداقل جرم مورد نیاز برای تشکیل سیاره از طریق فرایند بالا به پایین است.

البته ممکن است که دنیاهای سنگی و به اندازه زمین بسیاری وجود داشته باشند که پس از پرتاب شدن به بیرون از منظومه‌ سیاره‌ای خود سرکش و سرگردان شده باشند اما این دنیاها احتمالا کوچکتر از آن هستند که توسط جیمز وب شناسایی بشوند.

ری جایاواردانا اخترفیزیکدان در دانشگاه «جانز هاپکینز» می‌گوید: مشاهدات ما تایید می‌کند که طبیعت حداقل به دو شکل اجرام بزرگ سیاره‌ای را تولید می‌کند – از طریق انقباض ابری از گاز و غبار همان روشی که ستاره‌ها شکل می‌گیرند ، و در دیسکهایی از گاز و غبار در پیرامون ستاره‌های جوان، همانطور که سیاره مشتری در منظومه خورشیدی ما شکل گرفت.

این کشفیات بنابراین خط و مرز بین آنچه سیاره است و آنچه سیاره نیست را بیشتر تار و مبهم می‌کند. یک جرم فضایی برای اینکه ستاره در نظر گرفته شود باید واکنشهای همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم برای تولید انرژی داشته باشد. حداقل جرم برای ایجاد این وضعیت در حدود ۹ درصد جرم خورشید یا حدود ۹۳ برابر جرم مشتری است. در کمتر از این میزان جرم، کوتوله‌های قهوه‌ای قرار دارند که اجرام گازی هستند که کاملا ستاره نیستند اما پرجرم تر از آن هستند که سیاره باشند. برخی از آنها میتوانند برای مدتی از همجوشی هسته‌ای دوترویم (deuterium) انرژی تولید کنند. کوتوله‌های قهوه‌ای جرمی تا حد ۱۳ برابر جرم مشتری دارند. پیش از این تصور می شد هر چیزی کوچکتر از آنها قادر به سوزاندن دوتریوم نیست و یک سیاره خواهد بود که دور یک ستاره می‌چرخد.

اما کشف دنیاهای سرگردان توسط تلسکوپ جیمز وب در خوشه NGC ۱۳۳۳ و پیش از آن در سحابی اوریون ، این تصور را به چالش کشیده است. در حالی که این سیاره‌ها جرم کافی برای تولید انرژی از همجوشی دوتریوم ندارند اما در عین حال در مدار هیچ ستاره‌ای هم نیستند و درست همانند کوتوله‌های قهوه‌ای و ستاره‌ها تشکیل می‌شوند.

آدام لانگولد اخترفیزیکدان از دانشگاه جانز هاپکینز گفت: ما در حال تحقیق و بررسی درست در مرز و محدوده فرایند شکل گیری ستاره‌ها هستیم. اگر شما شیئ داشته باشید که مانند یک «مشتری» جوان به نظر میرسد آیا ممکن بوده است که در شرایط مناسب و درست به یک ستاره تبدیل شود؟ این متن مهمی برای شناخت شکل گیری ستاره و سیاره است.

گام بعدی این محققان رصد دقیق‌تر این شش دنیای شناور آزاد با تلسکوپ جیمز وب و مشخص کردن وضعیت اتمسفر آنها است تا بتوانند آگاهی بیشتری از ترکیب جنس آنها در مقایسه با کوتوله‌های قهوه‌ای و ستاره‌های معمولی پیدا کنند.