تلسكوپ فضایی جیمز وب شش دنیای سرگردان را در اعماق فضا كشف كرد

تلسكوپ فضایی جیمز وب شش دنیای سرگردان را در اعماق فضا كشف كردنجوم و فضاعلمیدوشنبه ۱۹ شهریور ۱۴۰۳ - ۱۷:۰۰مطالعه 4 دقیقهسارا ارجمندتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتما معمولا سیاره‌ها را اجرامی محدود به ستارگان میزبانشان می‌پنداریم؛ اما فضا به‌قدری عجیب است كه اجرام همیشه تابع قوانینی كه می‌شناسیم، نیستند .

تبلیغاتستاره‌شناس‌ها با استفاده از تلسكوپ فضایی جیمز وب (JWST) شش سیاره‌ی «سرگردان» را كه به‌دور هیچ ستاره‌ای نمی‌چرخند، در فضای آزاد میان‌ستاره‌ای كشف كرده‌اند. این دنیاهای سرگردان بین پنج تا ۱۵ برابر سیاره مشتری جرم دارند و حتی ممكن است یكی از آن‌ها میزبان منظومه‌ای كوچك باشد .

ری جایاواردهانا از دانشگاه جانز هاپكینز و همكارانش، دنیاهای جدید را در خوشه‌ی ستار‌ه‌ایNGC 1333 كشف كردند. با اینكه جهان‌های كشف‌شده در ابعاد سیاره هستند، هیچ‌كدام در مدار ستاره‌ای قرار ندارند. این مشاهده نشان می‌دهد كه این اجرام احتمالا در روندی كه به شكل‌گیری ستاره‌های خورشیدمانند شباهت دارد از فروپاشی ابرهای گاز و غبار شكل گرفته‌اند .

اجرامی كه روند شكل‌گیری‌شان به ستاره‌ها شبیه است، اما از سویی به اندازه كافی سنگین نیستند كه همجوشی هسته‌ای هیدروژنی داشته باشند، كوتوله‌های قهوه‌ای یا ستاره‌های ناكام نامیده می‌شوند. آدام لانگولد اخترفیزیكدان دانشگاه جانز هاپكینز می‌گوید:ما محدودیت‌های فرآیند شكل‌گیری ستاره‌ای را بررسی می‌كنیم .

اگر جرمی داشته باشیم كه به مشتری جوان شبیه باشد، آیا ممكن است تحت شرایط مناسب به ستاره تبدیل شود؟ این مفهوم برای درك شكل‌گیری ستاره‌ها و سیاره‌ها اهمیت زیادی دارد.از شش جرم سیاره‌ای، سه عدد از آن‌ها در این تصویر با دایره سبز نشان داده شده‌اندجرم‌های كیهانی به شیوه‌های متفاوتی شكل می‌گیرند .

روند شكل‌گیری ستاره‌ها از بالا به پائین است: توده‌ای در یك ابر چگال گاز و غباری تحت گرانش خود دچار فروپاشی می‌شود و جرم بیشتری از دیسك مواد اطراف خود را انباشته می‌كند تا جایی كه فشار و گرمای مركز آن به اندازه‌ی كافی برای همجوشی هیدروژنی بالا می‌رود .

برخی سیاره‌ها در فرآیند شكل‌گیری پایین به بالا یعنی از مواد باقی‌مانده از دیسك شكل‌گیری ستاره‌ها تشكیل می‌شوند. در این سناریو، توده‌های مواد به‌صورت الكترواستاتیك به یكدیگر می‌چسبند و سپس با گرانش مواد كافی برای شكل‌گیری هسته و گوشته جمع‌آوری می‌شوند .

مرز بین مكانیزم‌های شكل‌گیری به طور واضح و مشخص نیست. همین معما باعث شد پژوهشگرها جیمز وب را به سمت یك سحابی به نام NGC 1333 در صورت فلكی برساوش قرار دهند. منطقه‌ای مملو از خوشه‌های ستاره‌ای جوان كه از گاز داخل سحابی شكل گرفته‌اند .

سیاره‌های سرگردان ممكن است از منظومه خود طرد شوند یا به صورت مستقل تشكیل شوندپژوهشگرها بر اساس رصدها نشان دادند كه جرم سیاره‌ای كوتوله‌های قهوه‌ای نزدیك به ۱۰ درصد از اجرام سحابی NGC 1333 را تشكیل می‌دهد كه بر اساس مدل‌های شكل‌گیری ستاره‌ای بسیار فراتر از انتظار است؛ بنابراین ممكن است فرآیندهای دیگری مثل آشفتگی عامل شكل‌گیری این دنیاهای سرگردان باشند .

بر اساس تخمین ستاره‌شناس‌ها احتمالا میلیاردها سیاره‌ سرگردان در راه شیری وجود دارند. بخش زیادی از این سیاره‌ها به شیوه متداول از بقایای غذای ستاره نوزاد شكل گرفته‌اند؛ با این‌حال برهم‌كنش‌های گرانشی شدید می‌توانند این دنیاها را از وابستگی به ستاره‌شان رها كنند و آن‌ها را به ماجراجویی‌هایی آزادانه بفرستند .

یا اینكه ممكن است به دام گرانش ستاره‌ای بیگانه بیفتند.از سوی دیگر، برخی ستاره‌های سرگردان مانند ستاره‌ها شكل می‌گیرند. امروز از جمعیتی از اجرام اطلاع داریم كه مانند ستاره‌ها شكل می‌گیرند اما به جرم كافی برای همجوشی هیدروژنی نمی‌رسند؛ این اجرام كوتوله‌های قهوه‌ای بین ۱۳ تا ۸۵ برابر جرم مشتری هستند .

كوتوله‌های قهوه‌ای به اندازه كافی سنگین هستند تا از همجوشی دوتریومی پشتیبانی كنند. دوتریوم نوعی هیدروژن سنگین است كه همجوشی آن به فشار و دمای پائین‌تر نیاز دارند. این اجرام درخشش اندكی دارند.بر اساس مدلسازی‌ها، كران جرمی بالا برای اینكه سیاره‌ای به روش پائین به بالا از طریق برافزایش هسته شكل بگیرد، كمتر از ده سیاره مشتری است .

علاوه بر این، جمعیت NGC 1333 جوان است و چنین برافزایشی به زمان بیشتری نیاز دارد.بیشتر بخوانید:جهان‌های یتیم؛ ۴۰۰ سیاره زمین‌مانند بدون ستاره در راه شیری سرگردان‌اند4 مرداد 02مطالعه '5خورشید می‌تواند سیاره‌های سرگردان را از فاصله چهار سال نوری به دام بیندازد17 مرداد 03مطالعه '3بنابراین وقتی جیمز وب شش جرم یاد‌شده را با جرم پنج الی ده برابر جرم مشتری رصد كرد، لانگولد و گروهش تصور می‌كردند این اجرام از طریق فروپاشی گرانشی شكل گرفته‌اند .

این مشاهده با كشف دیسك‌های در اطراف اجرام نسبتا كوچك تأیید شد كه درست به ستاره‌های نوزاد كوچك شبیه بودند. به گفته‌ی جایاواردهانا:رصدهای ما تأیید می‌كنند كه طبیعت اجرام جرم ستاره‌ای را حداقل به دو روش تولید می‌كند .

بر اثر انقباض ابر گاز و غبار كه به شكل‌گیری ستاره‌ها شبیه است و در دیسك‌های گاز و غباری اطراف ستاره‌ها كه به فرآیند شكل‌گیری مشتری شباهت دارد.گرچه جیمز وب از حساسیت كافی برای كشف اجرام كوچك برخوردار است، پژوهشگرها هیچ سیاره سرگردانی كوچك‌تر از پنج سیاره مشتری را پیدا نكردند؛ بنابراین می‌توان این حد را یك نقطه‌ی جدایی دانست به‌طوری‌كه زیر این جرم، احتمالا سیاره‌ها از طریق برافزایش هسته شكل می‌گیرند .

یافته‌های پژوهش فوق به فراوانی سیاره‌های سرگردان اشاره دارند. كشف این دنیاها نشان‌دهنده‌ی احتمال‌هایی جذابی است كه مرز بین ستاره و سیاره‌اش و سیاره و قمرها را محو می‌كند. به گفته‌ی الكس اسكولز، اخترفیزیك‌دان:اجرام كوچك با جرم مقایسه‌پذیر با سیاره‌های غول‌پیكر ممكن است سیاره‌های خود را شكل دهند .