یزدفردا

به گزارش یزدفردا: به سیاراتی که بین پنج تا ۱۰ برابر مشتری جرم دارند و به دور هیچ ستاره‌ای نمی‌چرخند، سیارات سرگردان (rogue) گفته می‌شود. در عوض، تصور می‌شود که همه آن‌ها مانند ستاره‌ها شکل گرفته‌اند و مستقیما از متراکم شدن گاز بین ستاره‌ای تشکیل می‌شوند. یکی از این سیارات سرگردان توسط قرصی از گاز و غبار احاطه شده است که در حال تشکیل قمر‌ها یا حتی شاید سیاره‌های کوچک باشد.

این اولین بار نیست که جیمز وب سیارات شناور سرگردان را کشف می‌کند. برای مثال، در سال ۲۰۲۳، ستاره‌شناسان با استفاده از این رصدخانه قدرتمند حدود ۴۰ جفت سیاره غول‌پیکر گازی شناور آزاد را در سحابی شکارچی پیدا کردند. اما شش جرم تازه کشف شده که در سحابی بازتابی به نام ان‌جی‌سی ۱۳۳۳ (NGC ۱۳۳۳) در فاصله حدود ۹۶۰ سال نوری از ما یافت شده‌اند، سرنخ‌های قوی در مورد چگونگی شکل‌گیری آن‌ها ارائه می‌دهند.

اگرچه جیمز وب حساسیت کافی برای تشخیص سیارات سرگردان کوچکتر از پنج برابر مشتری را دارد، اما در ان‌جی‌سی ۱۳۳۳ هیچ کدام را پیدا نکرد. سیارات منظومه شمسی ما در فرآیندی از پایین به بالا متولد شدند و از مواد خام در یک قرص پیش سیاره‌ای از گاز و غباری که خورشید را احاطه کرده است، به وجود آمدند و به طور پیوسته بزرگتر و بزرگتر می‌شدند.

نوع دیگر تشکیل سیارات از بالا به پایین است که توضیح می‌دهد چگونه، تحت تاثیر گرانش، مستقیما از ابری از گاز و غبار مانند یک ستاره شکل گرفته‌اند. فقدان سیارات شناور سرگردان در اندازه یک تا پنج برابر جرم مشتری نشان می‌دهد که میزان پنج برابر جرم مشتری حد پایینی برای فرآیند تشکیل از بالا به پایین است. البته، ممکن است بسیاری از جهان‌های صخره‌ای و با اندازه زمین پس از بیرون افتادن از منظومه‌های سیاره‌ای‌شان، سرگردان شده باشند، اما احتمالا این جهان‌ها برای شناسایی توسط جیمز وب بسیار کوچک هستند.

مشاهدات ما تایید می‌کند که طبیعت، جرم اجرام سیاره‌ای را حداقل به دو روش مختلف تولید می‌کند. یکی از تراکم ابری از گاز و غبار مشابه نحوه شکل‌گیری ستاره‌ها است و دیگری در قرص‌های گاز و غبار اطراف ستاره‌های جوان، مانند نحوه شکل‌گیری مشتری در نزدیکی خورشید خودمان است.

اکتشافات بیشتر مرز‌های بین سیاره و آنچه سیاره نیست را محو می‌کند. برای اینکه یک جرم به عنوان یک ستاره در نظر گرفته شود، باید واکنش‌های همجوشی هسته‌ای هیدروژن به هلیوم را برای تولید انرژی انجام دهد. کمترین جرمی که می‌تواند این فرآیند را تحمل کند، حدود ۹ درصد جرم خورشید ما یا حدود ۹۳ برابر جرم مشتری است. اجرامی که جرم آن‌ها کمتر از حداقل بیان شده است، کوتوله‌های قهوه‌ای نام دارند که اجرام گازی هستند که کاملا ستاره نیستند، اما بزرگتر از آن هستند که سیاره نامیده شوند. برخی از آن‌ها می‌توانند برای مدتی از همجوشی هسته‌ای دوتریوم انرژی تولید کنند. جرم کوتوله‌های قهوه‌ای تا حدود ۱۳ برابر مشتری است.

جهان‌های سرگردان که توسط جیمز وب یافت شده‌اند، این فرضیه را به چالش می‌کشند. اگرچه آن‌ها ممکن است به اندازه کافی جرم نداشته باشند که از همجوشی دوتریوم انرژی تولید کنند، اما در مدار ستاره دیگری نیستند و درست مانند کوتوله‌ها و ستاره‌های قهوه‌ای شکل می‌گیرند.

آدام لانگولد (Adam Langeveld)، اخترفیزیکدانی از دانشگاه جان هاپکینز که هدایت یافته‌های جدید را بر عهده داشت، گفت: ما در حال بررسی محدودیت‌های فرآیند تشکیل ستاره هستیم. اگر جرمی دارید که شبیه مشتری جوان است، آیا ممکن است در شرایط مناسب به ستاره تبدیل شود؟ این زمینه مهمی برای درک شکل گیری ستاره و سیاره است.

مسئله پیچیده این است که کم جرم‌ترین سیاره از شش سیاره‌ی سرگردان آزاد کشف شده دارای یک قرص پیش سیاره‌ای در اطراف خود است. اینکه آیا اجرامی که از این دیسک تشکیل می‌شوند به عنوان سیاره‌های کوچک یا قمر طبقه‌بندی می‌شوند، بحثی است که در آینده باید انجام شود.

گام بعدی این است که شش جهان سرگردان آزاد را با جیمز وب دنبال کنیم و جو آن‌ها را مشخص کنیم تا درباره ترکیب آن‌ها و نحوه مقایسه آن‌ها با کوتوله‌های قهوه‌ای و ستاره‌های معمولی بیشتر بدانیم.