مبدا سیارات فراخورشیدی

[parisa]

[h=2]مبدا سیارات فراخورشیدی

امروزه جستجو برای حیات در سیارات فراخورشیدی و یافتن زندگی در خارج از کره زمین به یکی از داغ ترین و مهمترین مباحث اخترشناسی تبدیل شده است. ما حقیقتاً در محدوده زمانیه بسیار مهمی برای تحقیق پیرامون سیارات فراخورشیدی قرار گرفته ایم. تنها 18 سال قبل بود که اولین سیاره در خارج از منظومه شمسی ما کشف شد و 15 سال قبل وجود یکی از آنها در اطراف ستاره میزبان به اثبات رسید. علاوه بر این هر روزه نشانه های جدیدی از وجود اتمسفر و شرایط حیات در بسیاری از این سیارات بدست می آید که این نشانه ها با سرعت چشمگیری در حال افزایش می باشند. حجم این داده ها به اندازه ای زیاد است که اخترشناسان را قادر ساخته تا حتی درباره چگونگی تشکیل و پیدایش این سیارات نیز نظریات قابل قبول و استنتاج هایی را ارائه دهند.
بطور کلی ، دو روش برای تشکیل سیارات وجود دارد. اولین روش از طریق بهم پیوستگی است که در آن ستاره و سیاره از فروپاشی گرانشی مستقل از یکدیگر تشکیل می شوند اما بحدی نزدیک هم هستند که نیروی جاذبه متقابل آنها را در مدار به هم می پیوندد.

(برای دیدن تصویر در اندازه بزرگ اینجا کلیک نماید)​

دومین روش که منظومه شمسی ما نیز از همان طریق بوجود آمده است ، روش دایره ای (دیسک) است. در این روش ماده از یک دیسک باریک اطراف پیش ستاره متلاشی می شود تا سیاره را تشکیل دهد. هر یک از این فرایند ها مجموعه متفاوتی از پارامترها را دارند که اخترشناسان را قادر می سازد تا با برسی اثرات بجا مانده از آنها، به آن پی ببرند.
با اینحال بر اساس مقاله جدیدی که از 'هلموت ابت' از رصدخانه ملی 'کت پیک' به چاپ رسیده، چنین اظهار می نماید که با توجه به نمونه برداری های اولیه ما از پیدایش سیارات فراخورشیدی، پیدایش منظومه شمسی نمونه کمی عجیب و غریبی به نظر می رسد.

یک سیاره فراخورشیدی سیاره‌ای است که خارج از سامانه خورشیدی قرار دارد. تا سال ۲۰۰۹ تعداد ۳۷۳ سیاره فراخورشیدی یا به قولی ۴۰۷ سیاره کشف شده‌اند.​

بسیاری از آن‌ها بزرگ‌تر از سیاره مشتری هستند. در سال‌های اخیر با بهبود فناوری رصدی، ۱۳ سیاره فراخورشیدی هم‌اندازه با کره زمین نیز کشف شده‌است.​

در میان سیاره‌های فراخورشیدی نمونه‌های شگرفی دیده می‌شوند، برای نمونه سیاره‌ای مشابه به سیاره کوروت-۷بی (COROT-7b) در ۲۶۰ سال نوری از زمین وجود دارد که سرعت گردش آن به‌دور ستاره مادرش چنان بالاست که هر سال در این سیاره تنها سه روز به‌درازا می‌کشد.
دانشمندان بر این باورند که سیاره‌های بیشماری بوده یا هستند که توسط ستارهٔ خود فروبلعیده شده یا از مدار و منظومه خود به بیرون پرت شده و در فضای خالی سرگردان گشته‌اند.

(برای دیدن تصویر در اندازه بزرگ اینجا کلیک نماید)​

اولین پارامتری که این دو روش تشکیل را تمایز می دهد، همان گریز از مرکز می باشد.Abt برای ایجاد یک سطح پایه در مقایسه، ابتدا توزیع نیروی گریز از مرکز را برای 188 ستاره دوتایی طرح ریزی کرده و پس از آن ، آنرا با تنها سیستم شناخته شده ای که با همان طرح (منظومه شمسی ما) ، یعنی از طریق روش دیسک تشکیل شده است مقایسه می کند. این تحقیق نشان داد که اکثریت ستارگان دارای مداراتی با نیروی گریز از مرکز پایین می باشند، و با افزایش نیروی گریز از مرکز این درصد به آرامی کاهش می یابد. در منظومه شمسی ما که تنها یک سیاره در آن (پلوتو) نیروی گریز از مرکزی بزرگتر از 0.2 دارد ، این توزیع کاهش یافته و بسیار شیب دار خواهد بود. هنگامیکه Abt توزیع برای 379 سیاره را با نیروی گریز از مرکز شناخته شده ایجاد کرد، نتایج تقریباً همسانی در زمینه ستاره های دوتایی بدست آمد.

ستاره دوتایی به دو ستاره گفته می‌شود که به هم نزدیک هستند و به دور مرکز ثقلشان گردش می‌کنند. به ستاره کوچکتر ستاره همدم گفته می‌شود.تحقیقات جدید نشان می‌دهد درصد زیادی از ستارگان بخشی از یک سامانه حداقل دو ستاره‌ای هستند. ستارگان دوتایی در اخترفیزیک بسیار مهم هستند زیرا مدار آنها جرمشان را مشخص می‌کند.جرم بسیاری از ستارگان تکی از روی برون‌یابی جرم ستارگان دوتایی بدست می‌آید. ستاگان دوتایی با ستاره دوتایی نوری یکی نیستند, تفاوت آنها در این است که ستارگان دوتایی نوری از زمین نزدیک یکدیگر دیده می‌شوند ولی آنها هیچ اثر گرانشی بر یکدیگر ندارند.ستارگان دوتایی از روی طیف‌سنجی هم شناخته می‌شوند. اگر مدار حرکت این ستارگان در راستای دید زمین باشد آنها از طریق گرفت تشخیص داده خواهند شد.​

به سامانه‌های بیشتر از دو ستاره ستاره چندتایی می‌گویند که فراوانی آن کم نیست.ستاره‌های دوتایی می‌توانند بین یکدیگر جرم تبادل کنند و تکامل یابند از معروفترین ستارگان دوتایی می‌توان به الغول(ستاره دوتایی گرفتی)شباهنگ و ماکیان ایکس یک(که همدم کوچکتر قویترین احتمال سیاهچاله است).​

​

همچنین طرح مشابه ای برای نیم محور اصلی ستارگان دوتایی و منظومه شمسی ما ساخته شد. اینبار هم نتایج بدست آمده ، هنگامیکه این طرح برای سیارات فراخورشیدی شناخته شده ترسیم شد ، حاکی از توزیع مشابهی با سیستم های ستاره ای دوتایی جفت شده بود.
Abt همچنین وضعیت و جزئیات سیستم ها را نیز مورد بررسی قرار داد.سیستم های ستاره ای شامل سه ستاره است که بطور کلی شامل یک جفت ستاره در مدار دوتایی فشرده و سومین ستاره در مداری بسیار بزرگتر می باشند.

لفظ ستاره دوتایی از سال ۱۸۰۲ توسط سر ویلیام هرشل به کار رفت, در تعریف او آمده است, «یک ستاره دوتایی واقعی- متشکل از دو ستاره‌است به طوری که به یکدیگر را جذب می‌کنند».دو ستاره نزدیک به هم به طور تصادفی ستاره دوتایی نوری نام می‌گیرند, مشهورترین ستاره دوتایی نوری ستاره زتا خرس بزرگ است که در صورت فلکی خرس بزرگ قرار دارد. دوتایی‌های غیر واقعی را دوتایی نوری می‌گویند. با اختراع تلسکوپ ستارگان دوتایی بیشتری کشف شدند. هرشل, در ۱۷۸۰ میلادی,۷۰۰ سامانه دوتایی, و حدود ۵۰ سامانه که به نظرش بیشتر از دو ستاره دارند ثبت نمود.یک سامانه دوتایی واقعی، دو ستاره‌است که جاذبه گرانشی دارند.وقتی دو ستاره تفکیک می‌شوند که با بالابردن دقت تلسکوپ‌ها به اندازه کافی (در صورت لزوم از روش‌های اینترفرمتریک استفاده می‌شود) دو ستاره کاملا مجزا دیده شوند که به آنها دوتایی مرئی می‌گویند.​

​

Abt با مقایسه نسبت چنین مدارهایی، فاصله گذاری مداری را تعیین کرده است.با این وجود وی به جای مقایسه ساده با منظومه شمسی ، موقعیت مشابه تشکیل ستاره های اطراف توده مرکزی کهکشان را مورد ملاحظه قرار داد و در این روش توزیع مشابهی را ایجاد کرد.در این مورد ، نتایج شگفت آور بودند و هر دو روش تشکیل ، نتایج یکسانی را حاصل کردند.

(برای دیدن تصویر در اندازه بزرگ اینجا کلیک نمایید)​

درنهایت،Abt میزان عناصر سنگین در حجیم ترین بدنه را نیز مورد ملاحظه قرار داد. کاملاً معلوم است که اکثر سیارات فراخورشیدی در اطراف ستارگانی یافت می شوند که دارای فلزات غنی می باشند. در حالیکه هیچ دلیلی برای تشکیل سیارات در دیسکی که نمیتواند در اطراف ستارگان باجرم بالا باشد وجود ندارد، داشتن یک ابر غنی فلزی که از آن برای تشکیل ستاره ها و سیاره ها استفاده می شود یه نیاز ضروری در مدل بهم پیوستگی است ( زیرا این امر منجر به سرعت بخشیدن به روند فروپاشی شده، و اجازه میدهد تا سیارات غول پیکر پیش از پراکندگی کامل ابر ،به طور کامل تشکیل شوند.) بنابراین ، این واقعیت که اکثریت قریب به اتفاق سیارات فراخورشیدی در اطراف ستارگان فلزی غنی وجود دارند از فرضیه بهم پیوستگی طرفداری می کند.

​

(برای دیدن تصویر در اندازه بزرگ اینجا کلیک نمایید)​

مجموع این اطلاعات ، چهار آزمایش برای تشکیل مدل ها را فراهم می سازد. مشاهدات کنونی در هر مورد چنین اظهار می کنند که اکثریت سیارات کشف شده در دوردستها از بهم پیوستگی تشکیل شده اند نه در یک دیسک. با این وجود ، Abt تاکید می کند که محدودیت در تجهیزات و ابزارآلات سنجش فعلی نیز می تواند در جهت گیری این گزارشات آماری تاثیرگذار باشند. چنانکه وی ذکر می کند ، اخترشناسان هنوز حساسیت سرعت شعاعی را برای کاوش سیستم های دیسکی مانند منظومه شمسی ندارند (بجز سیارات بزرگ مجزا مانند ژوپیتر در (5 AU. به همین منوال ، این نظریه به احتمال زیاد با قابل دسترس قرار گرفتن نسل جدیدی از ابزارآلات در آینده تغییر خواهد کرد. در حقیقت ، با پیشرفت ابزارآلات و در دسترس گرفتن نقشه های سه بعدی و رصد مستقیم انحرافات مداری در آینده، اخترشناسان قادر خواهند بود تا آزمایش دیگری نیز برای تعیین روشهای تشکیل بیافزایند.

منبع: سایت نجوم ایران