بقایای سیارات بلعیده شده، در دل 3 تا 30 درصد ستارگان وجود دارند!
به گزارش سیلور 7، تحقیقات تازه نشان می دهد که بسیاری از ستارگان ممکن است بقایای سیارات سنگی، مشابه زمین، را در خود داشته باشند. این پدیده که به آلودگی فلزی مشهور است، ناشی از بلعیده شدن این سیارات به وسیله ستارگان بوده و به تغییراتی در ساختار شیمیایی ستارگان منجر شده است. این کشف نه تنها به درک بهتری از ساختار ستارگان یاری می نماید، بلکه دیدگاه تازهی در خصوص سرنوشت سیارات سنگی و تأثیر آن ها بر میزبان های ستاره ای شان ارائه می دهد.
ستارگان همزاد و راز تفاوت در فلزات آن ها
ستارگان همزاد (Co-natal stars) در یک ابر مولکولی غول پیکر (GMC) متولد می شوند. این ستارگان معمولاً از مواد مشابهی تشکیل شده اند، زیرا منشأ یکسانی دارند. به همین علت، انتظار می رود که مقدار فلزات در آن ها مشابه باشد. اما در مواردی، تفاوت های چشمگیری در فلزات موجود در ستارگان همزاد مشاهده شده که شرح آن صرفاً با تفاوت های کوچک در ترکیب ابر مولکولی امکان پذیر نیست. این تحقیقات نشان داده که این تفاوت ها می توانند ناشی از بلعیده شدن سیارات سنگی به وسیله ستارگان باشند.
سیارات بسیار کم عمر دوره ای: قربانیان ستارگان
سیارات بسیار کم عمر ه دوره ای (Ultra-short period planets یا USP)، نوع خاصی از سیارات سنگی هستند که در مدارهایی بسیار نزدیک به ستارگان خود حرکت می نمایند. این سیارات معمولاً مدار خود را طی چند ساعت کامل می نمایند و مقدار ای کوچک دارند، معمولاً کمتر از دو برابر شعاع زمین. سطح این سیارات به علت نزدیکی به ستاره میزبان خود، بسیار داغ و مذاب است و آن ها اغلب به ستاره قفل مداری (Tidally Locked) شده اند، یعنی یک سمت آن ها همواره رو به ستاره است.
این سیارات به علت نزدیکی زیاد، مستعد بلعیده شدن به وسیله ستاره خود هستند. مطالعات تازه نشان می دهد که بین 3 تا 30 درصد از ستارگان مشابه خورشید در طول عمر خود حداقل یک سیاره سنگی با جرمی بین 1 تا 10 برابر جرم زمین را بلعیده اند. با وجود اینکه سیارات نسبتاً نادر هستند و تنها 0.5 درصد از ستارگان مشابه خورشید آن ها را دارند، اما تأثیر آن ها بر شیمی ستاره ای بسیار قابل توجه است.
چرا ستارگان سیارات را بلعیده اند؟ سناریوهای مهاجرت سیارات
پژوهشگران سه سناریوی اصلی برای شرح نحوه بلعیده شدن سیارات سنگی به وسیله ستارگان پیشنهاد نموده اند:
- مهاجرت با خروج از مرکز پایین (Low-e Migration):
در این سناریو، سیاره ابتدا مداری با انحراف کم دارد و به تدریج به ستاره میزبان خود نزدیک می گردد. این فرآیند به علت تأثیرات گرانشی و کشش جزر و مدی رخ می دهد.
- مهاجرت با خروج از مرکز بالا (High-e Migration):
در این حالت، سیاره مداری با انحراف زیاد پیدا نموده و در نزدیکی ستاره قرار می گیرد. این نزدیکی به مرور مدار سیاره را دایره ای می نماید و آن را به سمت ستاره می کشاند.
- مهاجرت ناشی از اختلاف محور چرخش (Obliquity-Driven Migration):
در این سناریو، سیاره ای دیگر که در همان سیستم وجود دارد، زاویه چرخش سیاره فوق کوتاه دوره ای را تغییر می دهد. این تغییر زاویه باعث می گردد که سیاره به تدریج به ستاره نزدیک تر گردد و در نهایت به وسیله آن بلعیده گردد.
بلعیده شدن سیارات غول پیکر داغ (Hot Jupiters): آیا آن ها نیز نقش دارند؟
سیارات غول پیکر داغ (Hot Jupiters یا HJs) که گازهای زیادی در خود دارند و به ستارگان میزبان بسیار نزدیک هستند، نیز ممکن است بلعیده شوند. اما به علت ترکیب شیمیایی متفاوت، تأثیر بلعیده شدن آن ها بر آلودگی فلزی ستارگان ممکن است بسیار کمتر از سیارات سنگی باشد. این سیارات عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده اند و حتی اگر بلعیده شوند، فلزات کافی برای ایجاد تغییرات شیمیایی قابل توجه در ستاره میزبان خود ندارند. به علاوه، بعضی از این سیارات ممکن است پیش از بلعیده شدن به به جای مانده ای سنگی تبدیل شوند.
زمان و تأثیر آلودگی فلزی
مطالعات نشان داده که بلعیده شدن سیارات فوق کوتاه دوره ای معمولاً بین 100 میلیون تا 1 میلیارد سال پس از شکل گیری آن ها اتفاق می افتد. این فرآیند می تواند به آلودگی فلزی ستارگان منجر گردد. با این حال، اثرات این آلودگی ممکن است با گذشت زمان کاهش یابد. فلزات جذب شده به وسیله ستارگان ممکن است در لایه های داخلی فرو روند و دیگر قابل شناسایی نباشند. این موضوع باعث می گردد که تعداد ستارگان آلوده بیشتر از آنچه در حال حاضر تخمین زده می گردد باشد.
چشم مقدارای آینده و احتیاج به مطالعات بیشتر
پژوهشگران معتقدند که برای درک بهتر این پدیده، به تحقیقات بیشتری احتیاج است. به ویژه آنالیز تأثیر سیارات غول پیکر داغ و دیگر مکانیزم های بلعیده شدن سیارات می تواند اطلاعات بیشتری ارائه دهد. بعلاوه، باید آنالیز گردد که آیا سیستم های چندسیاره ای فشرده، که احتمال بلعیده شدن سیارات در آن ها بیشتر است، نشانه هایی از آلودگی فلزی دارند یا خیر.
نتیجه گیری: بقایای سیارات در دل ستارگان
این تحقیقات دیدگاه تازهی در خصوص تعامل بین سیارات و ستارگان ارائه می دهد. بلعیده شدن سیارات سنگی به وسیله ستارگان، که باعث تغییرات شیمیایی قابل توجهی در آن ها می گردد، نشان دهنده پویایی های پیچیده ای در سیستم های سیاره ای است. این پدیده نه تنها به درک بهتر از سرنوشت سیارات یاری می نماید، بلکه اطلاعات ارزشمندی درباره تکامل شیمیایی ستارگان مشابه خورشید ارائه می دهد.
منبع
universetodayمنبع: یک پزشک