ستاره‌های سالخورده سیارات خود را بیشتر از آنچه تصور می‌کردیم نابود می‌کنند: این پدیده چه معنایی برای زمین دارد؟

«ما انتظار داشتیم چنین تأثیری را ببینیم، اما باز هم از اینکه این ستاره‌ها با چه سرعتی سیارات نزدیک خود را می‌بلعند، شگفت‌زده شدیم.»

هنگامی که از طریق لینک‌های سایت ما خرید می‌کنید، ممکن است ما کمیسیون همکاری در فروش دریافت کنیم. سازوکار آن به این شرح است.

ستاره‌شناسان با استفاده از «ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران» (TESS) ناسا کشف کرده‌اند که ستاره‌های سالخورده در مرحله‌ای که «غول سرخ» نامیده می‌شود، بسیار مخرب‌تر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، سیارات در حال گردش به دور خود را نابود می‌کنند. این یافته‌ها درباره سرنوشت زمین و بقیه منظومه شمسی ما، زمانی که خورشید دچار این تحول عظیم شود، چه می‌گوید؟

دانشمندان از تلسکوپ TESS برای جستجوی سیارات فراخورشیدی یا «فراسیاره‌ها» استفاده می‌کنند. آن‌ها این کار را با رصد کاهش نور ستاره‌ها انجام می‌دهند که هنگام عبور یا «گذر» یک سیاره از مقابل ستاره‌اش (از زاویه دید ما در زمین) رخ می‌دهد. تیمی از پژوهشگران با بررسی نزدیک به نیم میلیون سامانه سیاره‌ای، نمونه خود را به ۱۵,۰۰۰ سیگنال احتمالی سیاره‌ای که توسط TESS شناسایی شده بود، محدود کردند. سپس، این تیم با استفاده از یک الگوریتم کامپیوتری، تنها سیاره‌های نامزدی را شناسایی کرد که به دور ستاره‌هایی در حال تبدیل شدن به غول سرخ می‌گردند. نتیجه این بررسی، یافتن حدود ۱۳۰ سیاره بود که ۳۳ مورد از آن‌ها برای نخستین بار کشف می‌شدند.

این بررسی نشان داد که احتمال یافتن سیاراتی که در مداری نزدیک به یک ستاره غول سرخ می‌گردند، بسیار کمتر است. این یافته به این معناست که بسیاری از سیارات با تبدیل شدن ستاره‌شان به غول سرخ، از بین می‌روند.

ادوارد برایانت، عضو تیم و پژوهشگر دانشگاه واریک، در بیانیه‌ای گفت: «این یک مدرک قوی است که نشان می‌دهد با پایان یافتن عمر ستاره‌ها در رشته اصلی، آن‌ها می‌توانند به‌سرعت باعث شوند سیارات به درونشان کشیده شده و نابود شوند. این موضوع مدت‌ها مورد بحث و نظریه‌پردازی بود، اما اکنون می‌توانیم تأثیر آن را مستقیماً مشاهده و در مقیاس جمعیت بزرگی از ستاره‌ها اندازه‌گیری کنیم.» او افزود: «ما انتظار داشتیم چنین تأثیری را ببینیم، اما باز هم از اینکه این ستاره‌ها با چه سرعتی سیارات نزدیک خود را می‌بلعند، شگفت‌زده شدیم.»

دگرگونی شدید ستاره‌ها

ستاره‌ها زمانی به غول سرخ تبدیل می‌شوند که هیدروژن موجود در هسته‌شان به پایان برسد. این بدان معناست که این سبک‌ترین عنصر دیگر نمی‌تواند به هلیوم تبدیل شود؛ فرآیندی هسته‌ای به نام «همجوشی» که نیروی ستاره‌های «رشته اصلی» مانند خورشید را تأمین می‌کند. وقتی این اتفاق می‌افتد، هسته ستاره شروع به انقباض می‌کند، اما لایه‌های بیرونی آن که هنوز هیدروژن را به هلیوم تبدیل می‌کنند، «پف کرده» و باعث می‌شوند ستاره تا ۱۰۰۰ برابر اندازه اصلی خود منبسط شود. این لحظه، پایان مرحله رشته اصلی و آغاز مرحله غول سرخ در زندگی یک ستاره است.

بدیهی است که این خبر برای سیاراتی که در مداری نزدیک به این ستاره در حال تحول می‌گردند، ناگوار است. برای مثال، زمانی که خورشید در حدود ۵ میلیارد سال دیگر وارد مرحله غول سرخ خود شود، منبسط شده و عطارد و زهره و شاید حتی سیاره ما را خواهد بلعید. با این حال، به عقیده این تیم، این تنها روش نابودی نیست که ستاره‌های غول سرخ به کار می‌گیرند.

برایانت ادامه داد: «ما فکر می‌کنیم این نابودی به دلیل کشمکش گرانشی بین سیاره و ستاره، موسوم به «برهم‌کنش کشندی»، رخ می‌دهد. با تکامل و انبساط ستاره، این برهم‌کنش قوی‌تر می‌شود. درست همان‌طور که ماه اقیانوس‌های زمین را برای ایجاد جزر و مد به سوی خود می‌کشد، سیاره نیز ستاره را به سوی خود می‌کشد. این برهم‌کنش‌ها سرعت سیاره را کاهش داده و باعث کوچک شدن مدار آن می‌شوند و در نهایت سیاره به‌صورت مارپیچی به درون کشیده می‌شود تا یا متلاشی گردد یا در ستاره سقوط کند.»

این موضوع در یافته‌های تیم پژوهشی نیز منعکس شده است؛ زمانی که آن‌ها بر ستاره‌هایی تمرکز کردند که انبساطشان از قبل آغاز شده بود، احتمال میزبانی یک سیاره توسط آن‌ها تنها ۰.۱۱ درصد بود. این رقم حدود ۳ درصد کمتر از احتمال میزبانی سیاره توسط یک ستاره رشته اصلی است. پژوهشگران همچنین دریافتند که با افزایش سن ستاره، شانس میزبانی یک سیاره غول‌پیکر مانند مشتری یا زحل توسط یک غول سرخ نیز کاهش می‌یابد.

اما این یافته‌ها درباره شانس بقای زمین در برابر تبدیل شدن خورشید به یک غول سرخ چه می‌گوید؟

وینسنت ون ایلن، عضو تیم و پژوهشگر کالج دانشگاهی لندن، می‌گوید: «زمین قطعاً در مقایسه با سیارات غول‌پیکر مورد مطالعه ما که بسیار به ستاره خود نزدیک‌ترند، در امان‌تر است. اما ما تنها بخش ابتدایی مرحله پس از رشته اصلی را بررسی کردیم، یعنی یک یا دو میلیون سال اول آن؛ این ستاره‌ها هنوز مسیر تکاملی طولانی‌تری در پیش دارند.» او افزود: «برخلاف سیارات غول‌پیکر گمشده در مطالعه ما، خود سیاره زمین ممکن است از مرحله غول سرخ خورشید جان سالم به در ببرد، اما حیات روی زمین احتمالاً چنین شانسی نخواهد داشت.»

این پژوهشگران اکنون به دنبال داده‌های بیشتری هستند تا بهتر درک کنند چرا برخی سیارات طعمه ستاره‌های سالخورده می‌شوند و برخی دیگر نه؛ پاسخی که می‌تواند به پرسش‌هایی درباره بقای احتمالی زمین نیز پاسخ دهد.

برایانت در پایان گفت: «وقتی جرم این سیارات را به دست آوریم، به ما کمک خواهد کرد تا دقیقاً بفهمیم چه عاملی باعث می‌شود این سیارات به درون کشیده شده و نابود شوند.»

پژوهش این تیم در نسخه ماه اکتبر مجله «Monthly Notices of the Royal Astronomical Society» منتشر شد.