1

محققان موفق به شناسایی یک منظومه‌ی شش‌سیاره‌ای جذاب شده‌اند که دیدگاهی متفاوت در مورد ساختارهای سیاره‌ای ارائه می‌دهد. این منظومه شامل شش سیاره است که به دور یک ستاره می‌چرخند و مدارهای آن‌ها به‌طور هماهنگ تنظیم شده‌اند، حالتی که ستاره‌شناسان به آن «رزونانس» می‌گویند.

هماهنگی مداری سیارات

هنگامی که سیارات در حالت رزونانس حرکت می‌کنند، دوره‌های مداری آن‌ها برای میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سال در یک نسبت ثابت باقی می‌ماند. این الگوی دقیق، برخی ناظران را به یاد ضرباهنگ‌های موسیقی می‌اندازد.

شناسایی چنین هماهنگی ریتمیک به دانشمندان کمک می‌کند تا بفهمند چرا برخی ستارگان مجموعه‌هایی از سیارات را شکل می‌دهند که توانسته‌اند در طول زمان باقی بمانند.

این پژوهش توسط «رافائل لوکه» از دانشگاه شیکاگو هدایت شده است.

منظومه‌ی نادر شش‌سیاره‌ای

این ستاره که با نام HD110067 شناخته می‌شود، در فاصله‌ی حدود ۱۰۰ سال نوری از زمین در صورت فلکی شمالی «گیسوی برنیکه» قرار دارد.

ستاره‌شناسان نخستین بار هنگام رصد این منطقه توسط ماهواره‌ی بررسی فراسیاره‌ای ترانزیت ناسا (TESS) به کاهش‌های غیرعادی در روشنایی این ستاره پی بردند.

هر کاهش کوچک در روشنایی نشان‌دهنده‌ی عبور یکی از سیارات این ستاره از مقابل آن بود. داده‌های این ماهواره و همچنین ماهواره‌ی «Cheops» متعلق به آژانس فضایی اروپا نشان دادند که این ستاره دارای مجموعه‌ای نادر از شش سیاره‌ی نوع «زیر-نپتونی» است که در مدارهای نزدیک به یکدیگر قرار دارند.

رافائل لوکه درباره این کشف اظهار داشت:
«این کشف به یک سیستم مرجع برای مطالعه‌ی نحوه‌ی شکل‌گیری، تکامل، ترکیب، و امکان وجود شرایط مناسب برای آب مایع روی سطح سیارات زیر-نپتونی تبدیل خواهد شد.»

درک سیارات زیر-نپتونی

بسیاری از ستارگان کهکشان ما حداقل یک سیاره دارند که از زمین بزرگ‌تر اما از نپتون کوچک‌تر است. این دنیاهای میانی که اغلب به نام زیر-نپتونی شناخته می‌شوند، بیشتر از غول‌های گازی مانند مشتری در کهکشان یافت می‌شوند.

دانشمندان به این نوع سیارات علاقه‌مند هستند، زیرا طیف گسترده‌ای از ترکیبات ممکن را شامل می‌شوند. برخی از آن‌ها ممکن است دارای لایه‌های گازی ضخیم باشند، در حالی که برخی دیگر سطحی متراکم و سنگی دارند.

مشاهده‌ی این سیارات در حالت هماهنگ می‌تواند نشان دهد که چگونه این سیارات در جای خود قفل شده و برای مدت طولانی در همان وضعیت باقی می‌مانند.

هماهنگی در این منظومه‌ی سیاره‌ای

سیستم‌های رزونانسی زمانی شکل می‌گیرند که سیارات در ابتدا مدارهایی داشته باشند که به‌طور متوازن بر یکدیگر تأثیر بگذارند. کشش‌های گرانشی کوچک باعث ایجاد ریتمی منظم می‌شوند. اما اجرام بزرگ‌تر یا تکانه‌های گرانشی تصادفی می‌توانند این الگوها را از بین ببرند.

این هماهنگی، یک آرایش پیچیده و دشوار برای حفظ است. ستاره‌شناسان تخمین می‌زنند که تنها حدود یک درصد از منظومه‌های چندسیاره‌ای چنین الگوی پایداری را حفظ می‌کنند.

عدم وجود همسایگان بزرگ در محیط HD110067 احتمالاً به این شش سیاره‌ی زیر-نپتونی کمک کرده است تا در این چیدمان دقیق باقی بمانند. بدون دخالت‌های خشونت‌آمیز، این مدارها می‌توانند همانند زمان شکل‌گیری خود ادامه یابند.

اهمیت این منظومه‌ی شش‌سیاره‌ای

برای کارشناسانی که شکل‌گیری سیارات را مطالعه می‌کنند، هر سیستم جدیدی که الگوی واضحی نشان دهد، شواهد بیشتری در مورد نحوه‌ی تجمع گرد و غبار و گاز و تبدیل آن‌ها به سیاره ارائه می‌دهد.

برخی محاسبات نشان می‌دهند که سیارات ممکن است به‌طور معمول در حالت رزونانس شروع شوند، اما مهاجرت‌ها و برخوردها ممکن است آن‌ها را از مسیر خارج کنند.

یک سیستم دست‌نخورده تصویر واضح‌تری از نحوه‌ی ساخت سیارات در مراحل اولیه ارائه می‌دهد. شناسایی جرم و چگالی هر سیاره نیز می‌تواند نسبت مواد سنگی، آب و گاز موجود در آن‌ها را برجسته کند.

پژوهشگران برنامه دارند با استفاده از تکنیک‌های دقیق‌تر به مطالعه‌ی سیارات HD110067 ادامه دهند. بهبود اندازه‌گیری جرم و چگالی این سیارات به ستاره‌شناسان کمک می‌کند تا ساختار داخلی آن‌ها را بهتر درک کنند.

پازلی که ارزش حل کردن دارد

یافتن مجموعه‌ای از سیارات که در هماهنگی کامل حرکت می‌کنند، نگاهی به الگوهای پنهانی ارائه می‌دهد که شکل‌دهنده‌ی کهکشان هستند.

این گروه فشرده که به دور HD110067 می‌چرخند، تنها یک نمونه از آنچه سیارات زیر-نپتونی در صورت نبود اختلال می‌توانند انجام دهند را نشان می‌دهد.

برای علاقه‌مندان به چگونگی شکل‌گیری خانواده‌های سیاره‌ای، این سیستم فرصتی برای یادگیری است. این کشف دانشمندان را به جستجوی رزونانس‌های پنهان دیگر در کهکشان ترغیب کرده و این پرسش را مطرح می‌کند که چه تعداد از این سیستم‌ها از دید ما پنهان مانده‌اند.

مقاله‌ی کامل این پژوهش در مجله‌ی علمی Nature منتشر شده است.