اخترشناسان: ستاره‌های پیر مانند خورشید سیارات نزدیک خود را می‌بلعند

پژوهشگران دانشگاه وارویک و کالج لندن (UCL) در مطالعه‌ای تازه، به بررسی سرنوشت سیاراتی پرداختند که به دور ستارگان در حال پیر شدن می‌چرخند. این تحقیق که با تحلیل نزدیک به نیم میلیون منظومه ستاره‌ای انجام شده، نشان می‌دهد بسیاری از سیارات نزدیک‌مدار در مرحله‌ای از زندگی ستاره که به غول سرخ تبدیل می‌شود، نابود خواهند شد. یافته‌ها، شواهد رصدی قدرتمندی از این پدیده کیهانی ارائه می‌دهند که پیش‌تر تنها در نظریه‌ها مطرح بود.

هنگامی که ستارگانی مانند خورشید ذخایر هیدروژن خود را مصرف می‌کنند، شروع به انبساط و سرد شدن کرده و به غول‌های سرخ تبدیل می‌شوند. برای خورشید، این دگرگونی چشمگیر انتظار می‌رود در حدود پنج میلیارد سال آینده رخ دهد. دانشمندان بر این باورند که این انبساط ممکن است منجر به نابودی عُطارِد، زهره و احتمالاً زمین شود، اما تاکنون شواهد مستقیم اندکی برای تأیید دقیق نحوه وقوع یا حتی احتمال وقوع آن وجود دارد.

اکنون، پژوهشی به سرپرستی دانشمندان دانشگاه وارویک و دانشگاه کالج لندن، روشنایی تازه‌ای بر سرنوشت سیاراتی که به دور ستارگان پیر می‌چرخند، افکنده است. این تیم با تحلیل نزدیک به نیم میلیون منظومه ستاره‌ای، تلاش کرد دریابد که سیارات تا چه اندازه در برابر انبساط ستاره میزبان خود و تبدیل آن به یک غول سرخ، دوام می‌آورند.

یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد که سیارات در اطراف ستارگانی که در مراحل پایانی عمر خود قرار دارند، بسیار کمتر دیده می‌شوند. این موضوع حاکی از آن است که بسیاری از سیارات نزدیک‌مدار احتمالاً در اثر انبساط ستاره نابود می‌شوند و این یافته‌ها، شواهد رصدی قدرتمندی از این نابودی سیاره‌ای ارائه می‌دهند.

به گفته نویسنده اصلی این تحقیق، ادوارد برایانت (Edward Bryant)، پژوهشگر ممتاز اخترفیزیک در دانشگاه وارویک که بخش عمده‌ای از این پژوهش را در آزمایشگاه علوم فضایی مولارد در دانشگاه کالج لندن انجام داده، این یافته‌ها شواهد محکمی ارائه می‌دهند که نشان می‌دهد ستارگان در حال تحول می‌توانند به‌سرعت موجب سقوط و نابودی سیارات نزدیک خود شوند.

این پدیده که مدت‌ها در نظریه‌ها مورد بحث بوده، اکنون به‌صورت مستقیم در جمعیت گسترده‌ای از ستارگان قابل مشاهده است. برایانت توضیح می‌دهد که ستارگان پیر می‌توانند به‌طور مؤثری سیارات نزدیک خود را در اثر تعاملات کشندی (tidal interaction) ببلعند. با انبساط ستاره، کشش گرانشی سیاره باعث کاهش سرعت گردش آن می‌شود و در نتیجه، سیاره به‌تدریج به سمت ستاره حرکت کرده تا در نهایت یا متلاشی شود یا جذب گردد.

تیم تحقیقاتی تمرکز خود را بر ستارگانی قرار داد که به‌تازگی وارد مرحله پس از توالی اصلی شده‌ و ذخایر هیدروژن خود را مصرف کرده‌اند. آن‌ها تنها ۱۳۰ سیاره و نامزد سیاره‌ای را در اطراف این ستارگان شناسایی کردند که ۳۳ مورد از آن‌ها پیش‌تر کشف نشده بودند. با تمرکز بر ستارگانی که سرد شده و به غول‌های سرخ تبدیل شده‌اند، پژوهشگران دریافتند که احتمال وجود سیاره نزدیک‌مدار در اطراف چنین ستارگانی تنها ۰.۱۱ درصد است؛ رقمی که تقریباً سه برابر کمتر از احتمال وجود سیاره غول‌پیکر نزدیک‌مدار در اطراف ستارگان توالی اصلی است.

پژوهشگران همچنین توضیح می‌دهند که در چند میلیارد سال آینده، خورشید نیز به یک غول سرخ تبدیل خواهد شد و این موضوع، پرسش‌هایی درباره سرنوشت سیارات منظومه شمسی ایجاد می‌کند. مطالعه نشان می‌دهد که اگرچه برخی سیارات در مراحل اولیه پس از توالی اصلی نابود می‌شوند، اما زمین نسبت به سیارات غول‌پیکر نزدیک‌مدار، احتمال بقای بیشتری دارد.

با این حال، اگرچه ممکن است خود زمین از نابودی کامل جان سالم به‌در ببرد، اما شرایط زیستی روی آن تقریباً به‌طور کامل از بین خواهد رفت، زیرا خورشید به تحول خود ادامه می‌دهد. اگرچه این مطالعه نشان می‌دهد که با پیر شدن ستارگان، تعداد سیارات غول‌پیکر کاهش می‌یابد، اما معدود سیاراتی که در مدار نزدیک به غول‌های سرخ باقی می‌مانند، اطلاعات ارزشمندی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهند.

برایانت همچنین اشاره می‌کند که با تعیین جرم این سیارات، پژوهشگران می‌توانند نیروهایی را که باعث سقوط و نابودی آن‌ها می‌شود، بهتر درک کنند و تصویری دقیق‌تر از فرآیندهایی که سرنوشت سیارات اطراف ستارگان پیر را شکل می‌دهند، ارائه دهند.