ستاره شناسان به تازگی جوان ترین سیاره ای را که تا به حال دیده شده است پیدا کردند. نباید آنقدر بزرگ باشد

برای یک دهه، اخترشناسان درباره اینکه آیا سیاره ای در قرص غبارآلود اطراف الیاس 2-24، ستاره جوانی که در حدود 450 سال نوری از زمین قرار دارد، در حال شکل گیری است یا خیر، بحث کرده اند. اولین سرنخ شکافی در دیسک بود که توسط رصدخانه ALMA در شیلی مشاهده شد و به دنبال آن رصدخانه جنوبی اروپا نقطه نوری ضعیفی را که در آن شکاف نشسته بود، تشخیص داد.

اما مشکلی وجود داشت. بر اساس مدل های تشکیل سیاره، حدود 5 میلیون سال طول می کشد تا سیاره ای به اندازه مشتری در فاصله مشتری از خورشید تشکیل شود. هر چه یک سیاره از ستاره خود دورتر باشد، رشد آن بیشتر طول می کشد. اما این نقطه درخشان تقریبا 11 برابر دورتر از الیاس 2-24 از مشتری از خورشید بود و از قبل مانند یک سیاره در حال شکل گیری رفتار می کرد.

مطالعه ای که روز چهارشنبه در ژورنال Astrophysical Letters منتشر شد سرانجام تأیید کرد که این نقطه در واقع سیاره ای به اندازه مشتری است و مدل های فعلی تشکیل سیاره را وارونه می کند. الیاس 2-24 b، همانطور که اکنون این سیاره نامیده می شود، جوان ترین سیاره کشف شده تا کنون با کمتر از یک میلیون سال سن است. هنوز در داخل یک دیسک ناتال غبار و گاز رشد می کند، اما بسیار دورتر از آن چیزی است که تئوری نشان می دهد باید باشد.

لوکاس سیزا، یکی از نویسندگان این بیانیه، استاد دانشگاه چیدیو در بیانیه‌ای در انستیتوی استرو دئیتو، گفت: «مدل‌های تشکیل سیاره ما قبلا در توضیح رکوردهای قبلی برای جوان‌ترین سیاره شناخته‌شده - پیوند چهار طرفه بین دو سیاره که به دور ستاره PDS 70 و دو سیاره در مدار ستاره WISPIT 2 می‌چرخند- که همگی بیش از 5 میلیون سال قدمت دارند، توضیح دادند. Elias 2-24 b به ما نشان می دهد که حتی بهترین مدل های تشکیل سیاره ما هنوز برخی از فرآیندهای مهم را از دست داده اند.

سیزا بخشی از تیمی از محققان به رهبری آندریا برناردی، کاندیدای دکترا در دانشگاه دیگو پورتالس در شیلی بود که مشاهدات آرشیوی هفت ستاره - از جمله الیاس 2-24 - را از تاج‌نگاری در رصدخانه W. M. Keck در هاوایی تجزیه و تحلیل کردند. آنها نقطه نور مرموز را در مشاهدات جمع آوری شده بین سال های 2018 و 2020 پیدا کردند و آنها را به هم چسباندند تا حرکت آن را در طول زمان مطالعه کنند.

این نشان داد که این نقطه بیشتر شبیه یک سیاره در حال شکل گیری رفتار می کند تا یک نقص تصویربرداری یا یک ستاره پس زمینه. محققان می دانند که باید بسیار جوان باشد زیرا مطالعات قبلی شواهدی پیدا کرده اند که ستاره میزبان آن کمتر از یک میلیون سال سن دارد. یکی تخمین زد که الیاس 2-24 فقط 400000 سال سن دارد، در حالی که دیگری پیشنهاد کرد که می تواند حتی جوان تر از حدود 200000 سال باشد. این ستاره همچنین نرخ برافزایش بالایی دارد، بنابراین همچنان در حال رشد است.

بنابراین نویسندگان این مطالعه جدید معتقدند الیاس 2-24 b نیز کمتر از یک میلیون سال سن دارد، اما برای مدل سازی اندازه آن، سن آن را یک میلیون سال در نظر گرفتند. آنها تشخیص دادند که این سیاره می تواند دو تا 14 برابر بزرگتر از مشتری باشد، اما از آنجا که سیاره در ابر غلیظی از گاز و غبار پوشانده شده است و هنوز در حال رشد است، جرم دقیق آن نامشخص است.

با این حال، این ایده که سیاره ای که از ستاره میزبان خود دور است می تواند به سرعت رشد کند بسیار جالب است. Elias 2-24 b اکنون به عنوان یک آزمایشگاه طبیعی برای محققان برای مطالعه اولیه ترین مراحل شکل گیری سیاره و اصلاح مدل های خود عمل می کند.

آلیس زورلو، استاد دانشگاه دیگو پورتالس، یکی از نویسندگان این سیاره، در بیانیه‌ای گفت: «این سیاره یک جواهر نادر است، زیرا در حال حاضر مرحله‌ای از تکامل خود را سپری می‌کند که مدل‌های نظری هنوز برای پیش‌بینی قابل اعتماد جرم، آنتروپی، و درنتیجه درخشندگی مورد انتظار آن تلاش می‌کنند.» بنابراین زمانی که بتوانیم جرم دینامیکی آن را محدود کنیم، این سیستم بینش‌های کلیدی را ارائه می‌کند و به ما کمک می‌کند مدل‌های تکاملی سیارات جوان را اصلاح و تنظیم مجدد کنیم.»

از آنجایی که سیارات در مه آلود موادی که ستارگان جوان را احاطه کرده اند به دنیا می آیند، مطالعه مرحله نوزادی یک سیاره فراخورشیدی بسیار دشوار است. این واقعیت که اخترشناسان اصلا الیاس 2-24 b را پیدا کردند شگفت‌انگیز است و این کشف از ارزش ترکیب مشاهدات از تلسکوپ‌های متعدد سخن می‌گوید.

برناردی گفت: «ما معمولا در مورد تلسکوپ‌هایی که به طور جداگانه کار می‌کنند می‌شنویم، اما این تأیید تنها با استفاده از تلسکوپ‌های متعدد در کنار هم امکان‌پذیر بود. «الیاس 2-24 b در حدی است که تلسکوپ‌های کنونی می‌توانند تشخیص دهند، اما با ابزارهای جدیدی مانند تلسکوپ فضایی رومی نانسی گریس ناسا، چنین ردیابی‌ها باید آسان‌تر شوند.»

رومن در اواخر آگوست پرتاب شد و روز پنجشنبه به اولین نور رسید. این دستگاه مجهز به قوی ترین تاج نگاری است که تاکنون در فضا پرواز کرده است. این ابزار نور یک جسم درخشان مانند یک ستاره را مسدود می کند تا تلسکوپ بتواند جسم کم نور مانند یک سیاره را بهتر ببیند. تاج‌نگار رومی می‌تواند سیارات را ۱۰۰ میلیون بار کم‌نورتر از ستاره‌هایشان یا ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر بهتر از تاج‌نگارهای فضایی موجود تشخیص دهد.

این می تواند به اخترشناسان اجازه دهد تا سیاره های نوزاد بیشتری مانند Elias 2-24 b را پیدا کنند. سیزا گفت: «این تازه آغاز دوران جدیدی از اکتشافات است. باورنکردنی است که با فناوری مدرن، ما واقعا می‌توانیم شکل‌گیری سیاره را در عمل ببینیم و رومن شکار سیاره‌ها را به سطح بعدی خواهد برد.»