"کاملا غیرمنتظره": ستاره شناسان از "سیاره ققنوس" که قبلا دیده نشده بود جاسوسی می کنند که از خاکستر یک ستاره مرده برمی خیزد

ستاره شناسان نوعی سیاره ققنوس را مشاهده کرده اند که قبلا دیده نشده بود که از خاکستر یک خورشید بیگانه در حال مرگ طلوع می کند. این کشف که به گفته دانشمندان "کاملا غیرمنتظره" بود، این امید را ایجاد می‌کند که تعداد بیشتری از این جهان‌های بیگانه دوباره متولد شده می‌توانند در سرتاسر کیهان در کمین باشند - و ممکن است نگاهی اجمالی به سرنوشت منظومه شمسی خودمان ارائه دهند.

این سیاره فراخورشیدی ناشناس در حال چرخش دور کوتوله سفید HS 0209+0832 مشاهده شد که تقریبا در فاصله 270 سال نوری از زمین قرار دارد. کوتوله‌های سفید بقایای ستاره‌ای هستند که گاهی به آنها «ستاره‌های زامبی» می‌گویند، که از بقایای غول‌های قرمز عظیم الجثه تشکیل می‌شوند که سوختشان تمام می‌شود و در نهایت به پوسته‌های چروکیده تبدیل می‌شوند. HS 0209+0832 یک کوتوله سفید به خصوص جوان است که هنوز در دمای حدود 63000 درجه فارنهایت (35000 درجه سانتیگراد) می سوزد، که نشان می دهد این انتقال در چند میلیون سال گذشته انجام شده است.

دانشمندان قبلا برخی از عناصر سنگین غافلگیرکننده را در طیف مرئی HS 0209+0832 کشف کرده بودند که اولین بار توسط تلسکوپ فضایی هابل در اواخر دهه 1990 ثبت شد. این عناصر - که شامل آلومینیوم، تیتانیوم و نیکل می‌شوند - معمولا در داخل کوتوله‌های سفید یافت نمی‌شوند، بنابراین حضور آنها نشان می‌دهد که چیزی غیرعادی در حال وقوع است. اما تا به حال، داده های کافی برای فهمیدن این موضوع وجود نداشت. در مطالعه جدید که در 5 اکتبر در مجله Nature Astronomy منتشر شد، محققان نگاهی دقیق‌تر به HS 0209+0832 انداختند.

این تیم با استفاده از برخی از ابزارهای به روز شده هابل و داده های دیگر رصدخانه ها، طیف دقیق تری از زامبی ستاره ای را به تصویر کشید. این نشان داد که غلظت بالایی از عناصر سنگین اضافی از جمله روی و مس و همچنین نیوبیم وجود دارد که قبلا در یک کوتوله سفید دیده نشده بود.

محققان بر این باورند که این عناصر نامناسب در زمان مرگ غول سرخ سابق ایجاد شده اند و بعدا در سیاره ای "نسل دوم" در اطراف کوتوله سفید تازه جعل شده ترکیب شدند. آنها گمان می کنند که جو این سیاره فرضی توسط بادهای ستاره ای کوتوله سفید از بین می رود و باعث می شود که عناصر کمیاب دوباره روی ستاره زامبی بیفتند.

HS 0209+0832 زمانی یک ستاره دنباله اصلی مانند خورشید (بالا سمت چپ) بود که پس از تمام شدن سوخت آن به یک غول سرخ تبدیل شد (بالا سمت راست). در نهایت، قبل از بیرون آمدن یک سیاره فراخورشیدی از خاکستر غول قرمز (پایین سمت راست)، به یک کوتوله سفید فرو ریخت (پایین سمت چپ). (اعتبار تصویر: NASA، ESA، L. Hustak (STScI)) سپس مشاهدات بعدی افت مکرر درخشندگی HS 0209+0832 را نشان داد که نشان می‌دهد یک سیاره فراخورشیدی مکررا از مقابل ستاره مرده عبور می‌کند.

بر اساس مدار جهان بیگانه، که تقریبا 4.4 روز زمینی طول می کشد، و مدت زمان عبور آن از مقابل ستاره، تیم پیش بینی کرد که این سیاره تقریبا به اندازه مشتری است. (نزدیک بودن آن به کوتوله سفید نیز از این فرضیه حمایت می کند که جو آن در حال از بین رفتن است.)

جیمی ویلیامز، نویسنده اول مطالعه، کاندیدای دکترای نجوم و اخترفیزیک در دانشگاه وارویک در بریتانیا، در بیانیه‌ای گفت: سیارات نسل دوم جهان‌هایی هستند که از موادی تشکیل می‌شوند که یک ستاره هنگام مرگ از خود دور می‌کند. "آنها فوق العاده نادر هستند، و یافتن یکی در اطراف یک کوتوله سفید کاملا غیرمنتظره بود. این کمی شبیه یافتن سیاره ای است که از خاکستر همان ستاره ای که زمانی به دور آن می چرخید، برخاسته است."

"کاملا غیر منتظره"

این اولین بار نیست که ستاره شناسان سیاره فراخورشیدی را در اطراف یک کوتوله سفید مشاهده می کنند. به عنوان مثال، در سال 2019، برخی از نویسندگان مطالعه جدید قبلا یک دنیای بیگانه را در اطراف کوتوله سفید WDJ0914+1914 مشاهده کردند. با این حال، در آن صورت، آنها مطمئن بودند که این جهان نسل اولی است که به نوعی از پایان آتشین ستاره خود جان سالم به در برده است.

اما عناصر سنگینی که به نظر می‌رسد بر روی HS 0209+0832 می‌افتند - و کمبود نسبی سایر عناصر رایج در سیارات نسل اول، مانند سیلیکون و آهن - نشان می‌دهد که این چیزی نیست که برای این جهان اخیرا شناسایی شده اتفاق افتاده است.

نیکلاس استون، اخترشناس دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، یکی از نویسندگان این مطالعه، در بیانیه‌ای گفت: «این الگوی عناصر نشانه‌ای از «فرایند» است، یک واکنش هسته‌ای که عناصر سنگینی را درون ستارگان در حال مرگ در طول مرحله غول قرمز متورم آنها می‌سازد. این یک علامت شیمیایی است که هیچ سیاره ای معمولی و «نسل اول» نباید داشته باشد، که به ما می گوید این سیاره جدید چیزی متفاوت است.

عناصر موجود در طیف مرئی HS 0209+0832، قویا نشان می‌دهد که این سیاره در حال جمع‌آوری مواد از یک سیاره فراخورشیدی نسل دوم است. داده های حمل و نقل بعدا این نظریه را تأیید کرد. (اعتبار تصویر: تصویر: NASA، ESA، Leah Hustak (STScI)) در عوض، سیاره فراخورشیدی تازه کشف شده احتمالا مستقیما از موادی تشکیل شده است که توسط غول قرمز در حال مرگ پس از انبساط و قبل از فروپاشی در درون خود ریخته شده است.

سیارات ققنوس مشابهی در کنار باقیمانده‌های ستاره‌ای دیگر مانند تپ‌اخترها مشاهده شده‌اند که وقتی ستاره‌ها به صورت ابرنواختر منفجر می‌شوند، تشکیل می‌شوند. با این حال، تا به حال، هرگز چنین جهان هایی در اطراف یک کوتوله سفید دیده نشده است.

برخاستن از خاکستر

بوریس گانسیکه (Boris Gänsicke) یکی از نویسندگان این مطالعه، اخترفیزیکدانی که در دانشگاه وارویک در اطراف دانشگاه نیز کمک می کند، می گوید: «نکته قابل توجه در مورد سیاره اطراف HS 0209+0832 این است که این سیاره از جای دیگری، یا بازمانده ای از زمان تولد منظومه نیست، به نظر می رسد از همان ماده ای ساخته شده است که ستاره خودش هنگام مرگ از بین رفت. WDJ0914+1914 در سال 2019، در بیانیه گفته شده است. به یک معنا، این سیستم با استفاده از پایه‌های دنیای قدیم، دنیای جدیدی را به وجود آورده است».

HS 0209+0832 ممکن است زمانی سیارات فراخورشیدی دیگر را در زمانی که یک غول سرخ بود در خود جای داده باشد. اما اگر وجود داشته باشند، این جهان‌های بیگانه احتمالا در شعله‌های آتش از بین می‌روند که ستاره در حال مرگ به هوا می‌رود - شبیه به آنچه کارشناسان فکر می‌کنند وقتی سوخت خورشید تمام شود و در حدود 5 میلیارد سال آینده به یک غول سرخ تبدیل شود، برای زمین اتفاق می‌افتد.

سیاره فراخورشیدی HS 0209+0832 احتمالا به دلیل تندبادهای شدید بادهای ستاره ای که آن را از بین می برد، جو بسیار کمی دارد یا اصلا وجود ندارد. (اعتبار تصویر: دکتر اسنهالاتا ساهو/دانشگاه وارویک) هنگامی که خورشید به پایان رسید، به یک کوتوله سفید نیز تبدیل می شود. کشف جدید نشان می‌دهد که ستاره ما می‌تواند پس از تغییر شکل، میزبان جهان‌های کاملا جدیدی باشد و نوعی منظومه شمسی 2.0 را ایجاد کند.

داستان های مرتبط

"سیاره کودک" که به تازگی تایید شده است، جوانترین بیگانه ای است که دانشمندان جهان تا به حال کشف کرده اند

دانشمندان 10000 سیاره فراخورشیدی «غیرممکن» را شناسایی کردند که به طور بالقوه تعداد جهان های بیگانه شناخته شده را سه برابر می کند.

مشاهدات «پیشگامانه» نشان می دهد که یک "گوز" غول پیکر کیهانی در حال ساختن یک ستاره زامبی متزلزل است که مکررا به ما چشمک می زند.

Gänsicke گفت: "یافتن این یک مثال این سوال را ایجاد می کند که چه تعداد دیگر ممکن است آنجا باشند و ممکن است منظومه شمسی خودمان میزبان سیاره ای از نسل دوم باشد که از خاکستر خورشید ما تشکیل شده است."

با این حال، برای تعیین دقیق چگونگی شکل گیری سیاره فراخورشیدی تازه کشف شده و در نتیجه، احتمال این سناریو به کار بیشتری نیاز است. محققان گمان می‌کنند که شی دیگری، مانند خواهر و برادر ستاره‌ای گمشده، ممکن است برای ایجاد دنیای جدید مورد نیاز بوده باشد.

ویلیامز گفت: "تشکیل دیسک پیش سیاره ای در این شرایط آسان نیست و به توضیح اینکه چرا این سیارات بسیار نادر هستند کمک می کند." برای تشکیل دیسکی از مواد لازم برای تولد یک سیاره، HS 0209+0832 احتمالا به ستاره همراهی نیاز داشت که مواد پرتاب شده را به مدار بازگرداند، نه اینکه اجازه دهد از آن فرار کند.