سیاره‌های سرکش؛ شکار مرموزترین قلمروهای کهکشان

۲۳ آبان ۱۴۰۰ | ۲۲:۲۲ ۲۴ آبان ۱۴۰۰ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۷ دقیقه
طرحی گرافیکی از یک سیاره‌ی سرکش

سیاره‌ی سرکش یا نامرئی، این نام به‌خودی‌خود سرشار از رمز و راز است. شاید مترادف‌هایی مانند سیاره‌ی بدون ستاره، سیاره‌ی سرگردان یا سیاره‌ی میان‌ستاره‌ای اصطلاحات مناسب و توصیف خوبی درباره‌ی این اجرام کیهانی باشند اما باز هم هیچ کدام از شگفتی چنین دنیاهایی کم نمی‌کند. دنیایی ناآرام که در تاریکی و گستره‌ی عظیم کهکشان به تنهایی در حال حرکت است.

«سیارات سرگردان» (Wandering Planet) قطعا وجود دارند و کهکشان راه شیری ما ممکن است حاوی میلیاردها یا حتی تریلیون‌ها از این اجرام باشد. اما هنوز اطلاعات کمی درباره‌ی این کوچ‌کنندگان مرموز داریم و به گفته‌ی «جاکو ون لون» (Jacco Van Loon) اخترفیزیکدان، دانشمندان تلاش می‌کنند تا با شکار آن‌ها با استفاده از تکنیک‌های خلاقانه، دید بشر را نسبت به این اجرام وسعت ببخشند.

بیشتر سیارات شناخته شده، از جمله بیشتر سیاره‌های فراخورشیدی کشف شده، به دور یک ستاره می‌چرخند. این سیاره‌ها از جمله زمین، از گرما و نور ستاره بهره می‌برند و این نور ساطع شده از ستاره‌های مرکزی است که دیدن سیاره‌ها را برای ما ممکن می‌سازد.

سیاره‌های نامرئی هم وجود دارند که از نگاه ما پنهان شده‌اند و تنها و رها شده، در کیهان شناورند. این جهان‌های تاریک و تنها، نه ستاره‌ای دارند که پیرامون آن بچرخند و نه نوری که بر آن‌ها بتابد و نه گرمایی که بتواند باعث تابش از سطح آن‌ها شود. این‌ها «سیارات سرکش» (Rogue Planets) هستند که ستاره‌شناسان قصد دارند نگاه دقیق‌تری به آن‌ها داشته باشند.

طرحی گرافیکی از یک سیاره‌ی سرگردان

طرحی گرافیکی از یک سیاره‌ی سرگردان
Credit: NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab

این نوع سیاره‌ها در حقیقت از بقایای پس از تولد یک ستاره ساخته شده‌اند. جرم‌های پراکنده که به دور یک ستاره‌ی جوان در صفحه‌ی نازک از ذرات و گاز می‌چرخند و زمانی رشد می‌کنند که ذرات کوچک به هم می‌چسبند و یکدیگر را به سوی هم می‌کشند تا زمانی که محیط اطراف خود را پاکسازی کنند. همه چیز در این جهان آشفته است و برخورد میان جنین‌های سیاره‌ای یا پیش‌سیاره‌ها رایج است.

علاوه بر این ستارگان تمایل دارند به تنهایی شکل نگیرند، بلکه در خوشه‌هایی متشکل از صدها یا هزاران ستاره در یک زمان تشکیل شوند و برخورد منظومه‌های سیاره‌ای نوپا، باعث ویرانی بیشتر و برهم‌کنش گرانشی شدیدتری هم می‌شود.

تصور می‌شود که زمین جوان هم مورد اصابت جرمی به اندازه‌ی مریخ قرار گرفته و مواد کافی برای تشکیل ماه از آن جدا شده است. اما برخی از سیاره‌ها با سرنوشتی شدیدتر روبه‌رو بودند؛ آن‌ها به‌طور کامل از سیاره‌ی خود دور و به زندگی در فضای گسترده‌ی میان‌ستاره‌ای محکوم شدند. این‌ها سیاره‌های سرگردان شناور آزاد هستند.

سیارات سرکش همچنین ممکن است جدا از ابرهای گاز و گردوغبار ستاره‌ها تشکیل شوند و خودشان فرآیندی شبیه به شکل‌گیری ستاره را طی کنند. ابر کوچکی از گاز و گردوغبار می‌تواند بر اثر گرانش برمبد (به درون فرو بریزد) و به جای ستاره یک سیاره‌ی مرکزی تشکیل دهد و به جای سیارات، قمرها آن را احاطه کنند.

وقتی سیارات هنوز خیلی جوان هستند و برای نمونه فقط چند میلیون سال سن دارند (برای مقایسه، زمین بیش از ۴٫۵ میلیارد سال سن دارد) به دنبال شکل‌گیری و انرژی آزاد شده توسط انقباض‌های گرانشی پیوسته و همچنین فعالیت‌های رادیویی در هسته‌ی خود، هنوز گرم هستند. بدین ترتیب نمونه‌های بزرگی از این سیارات جوان اما شناور آزاد، که اجرامی شبیه به دوران اولیه‌ی سیاره‌ی مشتری هستند، به‌طور مستقیم در مناطقی که ستاره‌ها به‌تازگی شکل گرفته‌اند دیده شده‌اند. اما یافتن سیارات سرکش کوچک‌تر تقریبا غیرممکن بود تا زمانی که عدسی گرانشی کشف شد.

عدسی گرانشی

هر چیزی که جرم دارد، فضا را خم می‌کند و باعث می‌شود تا نور از مسیر مستقیم منحرف شود. بنابراین جسمی که جرم دارد، نور را از منبع پشت خود متمرکز می‌کند و مانند یک ذره‌بین بزرگ باعث می‌شود که تصویر جرم پس‌زمینه تقویت شود. به این پدیده «عدسی گرانشی» (Gravitational Lensing) می‌گویند.

این نظریه توسط نسبیت عام اینشتین پیش‌بینی شد و نخستین بار زمانی تأیید شد که هنگام خورشیدگرفتگی سال ۱۹۱۹ میلادی، ستاره‌ها در نزدیکی خورشید از موقعیت‌های معمول خود جابه‌جا شدند.

اثر لنز گرانشی در کهکشان‌هایی که از تریلیون‌ها ستاره تشکیل شده‌اند، به روشنی مشاهده شده است. به دلیل وجود مقادیر زیادی از ماده در این کهکشان‌ها و ستارگان آن‌ها، ستاره‌ها و دیگر اجرامی که در پس‌زمینه و هم‌راستا با آن‌ها قرار گرفته‌اند، بزرگنمایی و در شرایطی دچار اعوجاج می‌شوند.

کهکشان GAL-CLUS-022058s که یک حلقه‌ی اینشتین را شکل داده است.

اثر عدسی گرانشی و شکل‌گیری پدیده‌ای با نام حلقه‌ی اینشتین در کهکشان GAL-CLUS-022058s
Credit: ESA/Hubble & NASA, S. Jha; Acknowledgment: L. Shatz

یکی از مشاهدات در سال ۲۰۱۹ توسط سیاهچاله‌ای در یک کهکشان عظیم به نام «مسیه ۸۷» (M87) ایجاد شد. بنابراین حتی یک سیاره‌ی سرکش نامرئی هم با وجود جرم کم می‌تواند به‌عنوان یک عدسی گرانشی یا به بیان بهتر، «ریز-عدسی» «میکرو-لنز» (Micro Lens) عمل کند چون اثر بسیار کوچک دارد.

سال گذشته بود که یکی از این رویدادهای ریز-عدسی منجر به کشف سیاره‌ی سرگردان جدیدی به نام OGLE-2016-BLG-1928 در کهکشان راه شیری شد. مشاهده‌ی تقویت نور توسط یک ستاره‌ی ناپیدا در نواحی متراکم داخلی کهکشان راه شیری تنها ۴۲ دقیقه به طول انجامید و این یعنی باید جرمی کوچک باشد که طبق برآوردها سیاره‌ای در اندازه‌ی نزدیک به زمین است.

این سیاره‌ی ریز-عدسی شده، مرتبط با هیچ ستاره‌ای تشخیص داده نشد. هرچند پیش از این هم سیارات سرکش توسط روش عدسی گرانشی کشف شده بودند، اما این یکی از قانع‌کننده‌ترین چیزها بود. OGLE-2016-BLG-1928 علاوه بر شباهت بیشتر به زمین، کوچک‌ترین سیاره‌ی سرگردانی لقب گرفت که تا کنون کشف شده است.

تلاش‌های آینده با تلسکوپ نانسی گریس رومن

علاوه بر فعالیت‌های گسترده‌ی فعلی، شبیه‌سازی‌های تازه نشان می‌دهد که «تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن» (Nancy Grace Roman Space Telescope) ناسا که در سال‌های آینده به فضا پرتاب خواهد شد، می‌تواند تعداد بسیاری سیاره‌ی سرکش را آشکار کند. به گفته‌ی ناسا مطالعه‌ی این جهان‌های جزیره‌ای به درک چگونگی شکل‌گیری، تکامل و تجزیه‌ی سامانه‌های سیاره‌ای کمک خواهد کرد.

تلسکوپ فضایی رومن با انجام یک پویش بزرگ میکرولنز سیارات سرکش را کشف خواهد کرد. «متیو پنی» (Matthew Penny) استادیار فیزیک و نجوم دانشگاه ایالتی لوئیزیانا درباره‌ی این پویش گفت: «سیگنال میکرولنزی از یک سیاره‌ی سرگردان تنها چند ساعت تا چند روز دوام می‌آورد و سپس برای همیشه از بین می‌رود. این موضوع رصد آن‌ها را از زمین، حتی با تلسکوپ‌های متعدد دشوار می‌کند. رومن اما تغییردهنده‌ی بازی جست‌وجوی سیاره‌های سرگردان است.»

به گفته‌ی پژوهشگران، رومن می‌تواند سیارات سرکش را با جرمی به کوچکی مریخ شناسایی کند. مطالعات این تلسکوپ همچنین به دقیق‌تر کردن مدل‌های شکل‌گیری سیاره‌ها کمک خواهد کرد زیرا شکل‌گیری سیاره‌ها و مدل‌های تکاملی آن‌ها را که انواع متفاوتی از این جهان‌های منزوی را پیش‌بینی می‌کنند، آزمایش کند.

بدین ترتیب شمار سیاره‌های سرگردان که توسط مأموریت رومن ارائه می‌شود، حداقل ۱۰ برابر دقیق‌تر از تخمین‌های فعلی است که با کمک تلسکوپ‌های زمینی به‌دست آمده‌اند و از ده‌ها تا تریلیون‌ها در کهکشان متغیر هستند.

طرحی گرافیکی از تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن

طرحی گرافیکی از تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن
Credit: NASA

با توجه به اینکه رصدهای تلسکوپ نانسی رومن از بالای جو زمین و ارتفاع حدود ۱٫۶ میلیون کیلومتری در جهت مخالفت خورشید انجام خواهد شد، نتایج میکرولنزینگ بسیار دقیق‌تری را به همراه خواهد داشت. علاوه بر ارائه‌ی نماهای واضح‌تر، پرسپکتیو رومن به آن امکان را می‌دهد که ماه‌ها در یک زمان مشخص به‌طور مداوم به یک نقطه از آسمان خیره شود.

بررسی‌ها نشان می‌دهد که حتی اگر این تلسکوپ یک نوار نسبتا باریک از کهکشان را جست‌وجو کند، صدها سیاره‌ی سرکش شناسایی خواهد کرد. هوش مصنوعی هم نقش پررنگی در تحقیقات آینده‌ی ناسا در این زمینه خواهد داشت.

آیا زمین می‌تواند سرگردان شود؟

شمار زیادی از سیاره‌های سرکش که از کهکشان ما می‌گذرند، پرسش‌های جالبی را ایجاد می‌کنند که آیا حیات می‌تواند روی آن‌ها شکل گرفته و باقی بماند یا امکان سکونت در چنین دنیاهایی هست؟ شاید تمدن‌های پیشرفته با تکنولوژی برتر بتوانند بر دشواری‌های تاریکی ابدی و دوران یخبندان این سیارات که هیچ نمونه‌ای در تاریخ طولانی و متنوع زمین ندارد، غلبه کنند. شاید آن‌ها از انرژی هسته‌ای استفاده کنند یا کاملا غیربیولوژیکی شده باشند.

به گفته‌ی دانشمندان در منطومه‌ی شمسی هم دنیاهایی مانند قمرهای مشتری وجود دارند که با وجود دور بودن از خورشید و سرمای شدید، می‌توانند از وجود حیات در اقیانوس‌های زیرسطحی خود پشتیبانی کنند. علاوه بر این انرژی هسته‌ی سیاره‌های سرکش جوان هم یک گزینه‌ی احتمالی اما اندک برای تأمین گرمای ضروری حیات است.

از سوی دیگر هرچند شاید مانند یک داستان علمی-تخیلی به‌نظر برسد اما احتمال برخورد زمین به‌طور تصادفی به چنین سیاره‌ای چقدر است؟ این موضوع غیر قابل تصور نیست. تنها در چند سال گذشته سیارک‌های سرگردانی مانند «اوموآموا» (Oumuamua) و دنباله‌دارهای سرکشی مانند «بوریسوف» (Borisov) از منظومه‌ی شمسی ما گذر کرده‌اند. بنابراین هرچند بعید است که یک سیاره‌ی سرگردان از نزدیکی ما بگذرد اما خارج از احتمال هم نیست.

طرحی گرافیکی از فاصله‌ی زیاد زمین و خورشید

طرحی گرافیکی از فاصله‌ی زیاد زمین و خورشید
Credit: Getty Images

خود زمین چطور؟ آیا می‌تواند روزی سرگردان و تنها شود؟ سیاره‌ی ما تا کنون از طرد شدن از خورشید در امان بوده است. اما یک روز، در حدود ۴ میلیارد سال بعد ممکن است زمین هم سرگردان شود. زیرا با پیر شدن خورشید متورم شدن و دمیدن نیمی از خود به فضا، زمین یا توسط این غول سرخ بلعیده می‌شود یا با فشار عظیم سیاره، از آن دور می‌شود.

بعید است که به‌طور کلی از گرانش آن فرار کند. بنابراین همان‌طور که خورشید مرده تبدیل به یک کوتوله‌ی سفید در حال سوختن می‌شود، زمین هم با سرنوشتی مشابه دیگر جهان‌های سرد و تاریک روبه‌رو خواهد شد. نه کاملا تنها، بلکه دور از مدار گرم و درخشانی که زمانی پیرامون ستاره‌اش می‌گشت، دنیایی یخبندان و کم‌فروغ شکل خواهد گرفت.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک سیاره‌ی سرکش
Credit: A. Stelter/Wikimedia Commons

منابع: Universal Sci, NASA, Universe Today

برچسب‌ها :
دیدگاه شما