شجره نامه سیاره ای: دانشمندان دریافتند که جهان های راه شیری متعلق به 1 از 2 "خانواده" هستند.

شما می‌توانید با نگاه کردن به والدینش در مورد چگونگی پیر شدن یک کودک بگویید، و معلوم می‌شود که این می‌تواند برای منظومه‌های سیاره‌ای نیز صادق باشد. دانشمندان شجره نامه کیهانی را بر روی منظومه های سیاره ای در کهکشان راه شیری انجام داده اند و دو خانواده مجزا را یافته اند که بر تکامل و سرنوشت این منظومه ها تأثیر می گذارند.

تیم مطالعاتی به رهبری محققان موسسه ملی اخترفیزیک ایتالیا (INAF)، 300 مورد از بهترین سیستم‌های چند سیاره‌ای از بیش از 1000 سیاره‌ای که اخترشناسان در کهکشان راه شیری کشف کرده‌اند را مورد مطالعه قرار دادند.

تحقیقات این تیم روشن می‌کند که چگونه محیط اطراف ستارگان نوزاد به طور مستقیم بر سرنوشت سیاره‌ها و به نوبه خود بر بقای سیارات فراخورشیدی یا سیارات فراخورشیدی که به طور بالقوه قادر به میزبانی حیات هستند، تأثیر می‌گذارد. این می تواند بسیار مهم باشد زیرا ستاره شناسان به دنبال حیات فراتر از منظومه شمسی هستند و آنها را به سیستم هایی با سیارات بالقوه قابل سکونت مانند زمین راهنمایی می کنند. "سوال اساسی که ما از آن شروع کردیم این بود: چه چیزی ویژگی‌های منظومه‌های سیاره‌ای را که امروز می‌بینیم تعیین می‌کند؟ آیا آنها در بدو تولد ایجاد شده‌اند یا توسط تکامل در طول زمان مجسمه‌سازی شده‌اند؟ در نهایت حقیقت، دروغ است.

دیگو تورینی، عضو تیم و محقق INAF در بیانیه‌ای که به Space.com ارسال شد، گفت: جایی در میانه.

تورینی افزود: «نتایج ما نشان می‌دهد که بین منظومه‌های سیاره‌ای و ستارگان آنها پیوند ژنتیکی وجود دارد و بسته به ستاره‌ای که در اطراف آن متولد شده‌اند، این پیوند نیز سرنوشت آنها را تعیین می‌کند».

کد ژنتیکی یک منظومه سیاره ای چیست؟

اولین "خانواده" که دانشمندان شناسایی کردند شامل منظومه های وسیع و عظیمی است که اغلب جرم آنها بین دو تا 10 برابر منظومه شمسی ماست. سیارات موجود در این منظومه‌ها به دور ستارگانی می‌چرخند که جرم بیشتری نسبت به خورشید دارند و غلظت‌های کمتری از عناصر سنگین‌تر از هیدروژن و هلیوم (که ستاره‌شناسان تا حدی گیج‌کننده آنها را فلز می‌نامند) نسبت به ستاره ما.

خانواده دوم سیستم های فشرده تر و کم جرم تر هستند. اعضای این خانواده از سیاراتی با جرم و اندازه‌های مشابه تشکیل شده‌اند که به آن پیکربندی «نخود در غلاف» گفته می‌شود. آنها به دور ستارگانی با جرم و فلزی برابر یا کمتر از خورشید می گردند، با مدارهایی که معمولا بسیار فشرده تر از مدارهای عطارد، نزدیک ترین سیاره به خورشید است.

یکی از «ژن‌هایی» که تورینی و همکارانش برای دسته‌بندی سیستم‌های سیاره‌ای به خانواده‌ها انتخاب کردند، انحرافاتی بود که سیارات از چرخش به دور ستاره خود در یک صفحه مدور ایجاد می‌کنند. این به نوبه خود، یک سابقه خانوادگی از بی ثباتی گرانشی خشونت آمیز ناشی از رویدادهایی مانند برخورد غول پیکر و پرتاب سیاره را نشان می دهد.

محققان دریافتند رویدادهای خشونت آمیز برای خانواده اول رایج بود، اما برای گروه دوم از منظومه های سیاره ای بسیار کمتر بود. آنها مشخص کردند که تعداد این رویدادهای متلاطم که یک منظومه سیاره ای تجربه می کند را می توان حتی با تغییرات اندک در محیطی که سیارات در آن شکل می گیرند مرتبط دانست. این تغییرات به دلیل ویژگی های مختلف ستاره مادر آن سیستم ها ایجاد می شود.

بنابراین، ماهیت ستاره در این منظومه ها نه تنها شکل گیری سیارات را در منظومه های آنها اساسا تغییر می دهد. این سیستم بر تکامل آینده سیستم تأثیر می گذارد و تعیین می کند که آیا با مراحل بی ثباتی مشخص و تأثیرات عظیم مشخص می شود یا خیر.

یک تصویر نشان می دهد که دو سیاره با هم برخورد می کنند. چنین برخوردهایی ممکن است در اطراف انواع خاصی از ستاره ها رایج تر باشد (اعتبار تصویر: رابرت لی (ایجاد شده با Canva)) کامیلا دانیلسکی، عضو تیم، از دانشگاه والنسیا در اسپانیا، گفت: «مشکل اصلی در طول تجزیه و تحلیل داده‌ها، تعیین این بود که آیا دو خانواده از منظومه‌های سیاره‌ای واقعی هستند یا فقط یک توهم ایجاد شده توسط محدودیت‌های تکنولوژیکی تکنیک‌های رصدی فعلی.

دانیلسکی گفت: «در پایان مسیر، مشخص شد که اثرات انتخاب به‌عنوان نوک کوه یخ عمل می‌کند و وجود تنوع‌های ساختاری بسیار عمیق‌تری را بین این سیستم‌ها آشکار می‌کند.

دانشمندان نتیجه‌گیری‌های خود را با اجرای شبیه‌سازی‌های تکامل منظومه سیاره‌ای، که همگی با شرایط مختلف آغاز شدند، آزمایش کردند.

دانائه پلی کرونی، سرپرست تحقیق و محقق INAF، گفت: «سناریوهایی که به بهترین وجه ویژگی‌های دینامیکی خانواده سیستم‌های گسترده و عظیم را بازتولید می‌کنند، سناریوهایی هستند که در آنها سیستم‌ها از بدو تولد ناپایدار هستند». فراوانی بیشتر موادی که از آن سیارات در اطراف ستارگان میزبان خود تشکیل می‌شوند، باعث می‌شود که آنها بیش از حد بزرگ متولد شوند و از پایدار ماندن منظومه جلوگیری می‌کند.»

تحقیقات این تیم روز سه شنبه (13 اکتبر) در مجله Nature Astronomy منتشر شد.