ثبت اولین بلع سیاره‌ای توسط یک ستاره کهن با تلسکوپ جیمز وب

تا پیش از این، تصور می‌شد زمانی که یک ستاره پیر، سیاره‌ای را می‌بلعد، این فرآیند به شکلی ناگهانی، طوفانی و پرهیاهو اتفاق می‌افتد؛ شبیه شکارچی‌ای که طعمه‌اش را می‌بلعد. اما داده‌های جدید از تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا (JWST)، روایتی متفاوت و غافلگیرکننده ارائه می‌دهد.

حرکت آرام سیاره به سوی مرگ

تحقیقات اخیر نشان می‌دهد که سیاره مورد نظر به‌طور ناگهانی بلعیده نشده، بلکه طی میلیون‌ها سال، به‌آرامی در مسیر مارپیچی به سمت ستاره حرکت کرده تا درنهایت در آتش آن نابود شود.

چه کسانی در این کشف دخیل بودند؟

دانشمندان مرکز NOIRLab وابسته به بنیاد ملی علوم آمریکا (NSF)، با تحلیل داده‌های فروسرخ میانی و نزدیک تلسکوپ جیمز وب، توانستند به جزئیات این رویداد بی‌سابقه دست پیدا کنند.

سیاره ناپدید شده، توجه‌ها را جلب کرد

درخششی مشکوک در آسمان

ستاره‌ای که مرکز این رویداد قرار دارد، در فاصله حدود ۱۲ هزار سال نوری از زمین و در کهکشان راه شیری واقع شده است. در سال ۲۰۲۰، یک انفجار نور مرئی به نام ZTF SLRN-2020 باعث جلب توجه اخترشناسان شد.

داده‌های پیشین چه می‌گفتند؟

حتی پیش از آن، داده‌های مأموریت NEOWISE ناسا، افزایش درخششی در طیف فروسرخ را ثبت کرده بودند که نشان از تجمع گرد و غبار داشت. در سال ۲۰۲۳، بررسی‌های عمیق‌تر این فرضیه را مطرح کرد که ستاره در حال تبدیل شدن به یک غول سرخ است.

ورود تلسکوپ جیمز وب و تغییر روایت

سردرگمی در برابر درخشش کم‌تر از انتظار

ابزار فروسرخ میانی تلسکوپ وب (MIRI)، با توانایی تفکیک تابش‌های ضعیف در میان میادین پرستاره، نشان داد که درخشش ستاره کمتر از چیزی است که از یک غول سرخ انتظار می‌رود. در واقع، این ستاره هرگز به اندازه‌ای گسترش نیافته بود که بتواند سیاره‌ای را ناگهانی ببلعد.

«از آنجایی که این رویداد کاملاً نو و بی‌سابقه بود، نمی‌دانستیم دقیقاً باید چه انتظاری داشته باشیم»، می‌گوید رایان لاو، یکی از دانشمندان تیم.
«اما با نگاه دقیق در فروسرخ، اطلاعات ارزشمندی درباره پایان کار منظومه‌های سیاره‌ای، شاید حتی منظومه خودمان، کسب کردیم.»

مدار نهایی سیاره بلعیده شده

پایانی به‌شدت کند و دردناک

برخلاف تصور اولیه، سیاره در یک لحظه بلعیده نشد، بلکه به آهستگی به سمت پایان خود حرکت کرد. برآوردها نشان می‌دهد که این سیاره اندازه‌ای نزدیک به مشتری داشته و مدارش بسیار نزدیک‌تر از مدار عطارد به خورشید بوده است.

طی میلیون‌ها سال، این سیاره به آرامی به سمت ستاره نزدیک شد و در نهایت با جو خارجی ستاره برخورد پیدا کرد. این تماس باعث یک اثر زنجیره‌ای شد: هرچه سیاره به ستاره نزدیک‌تر می‌شد، با سرعت بیشتری سقوط می‌کرد.

اثر برخورد بر سطح ستاره

مورگان مک‌لود می‌گوید: «در حین سقوط، سیاره شروع کرد به کشیده شدن دور ستاره، مانند لکه‌ای که دور آن پخش می‌شود.»

برخوردهای مداوم موجب شد گازهایی از سطح ستاره به بیرون پرتاب شوند. این گازها به مرور سرد شده و گرد و غبار ایجاد کردند، که همچنان در طیف فروسرخ می‌درخشند.

دیسک گازی باقی‌مانده از سیاره نابودشده

چه چیزی در اطراف ستاره دیده شد؟

ابزار طیف‌سنج فروسرخ نزدیک (NIRSpec) تلسکوپ وب، تصویر دقیق‌تری از بقایای این رویداد ارائه داد. در کنار ابر سرد گرد و غبار، دانشمندان با پدیده‌ای غیرمنتظره روبه‌رو شدند: دیسکی از گاز مولکولی داغ در اطراف ستاره.

مواد آشنا از محل‌های تولد سیاره‌ها

در این دیسک، ترکیباتی مانند کربن مونوکسید و سایر مواد متداول در محل‌های شکل‌گیری سیاره‌ها دیده شد.

کولت سالیک، یکی از اعضای تیم علمی، گفت:
«راستش را بخواهید، اصلاً انتظار نداشتم چیزی را ببینم که به محل تولد سیارات شباهت دارد – آن‌هم بعد از بلع سیاره.»

تصویری از رویدادی که میلیون‌ها سال طول کشید

شرح مراحل مختلف رویداد طبق مشاهدات

این تصویرسازی چهار مرحله را نشان می‌دهد که طی میلیون‌ها سال رخ داده است:

سیاره‌ای به اندازه مشتری، در فاصله‌ای بسیار نزدیک‌تر از عطارد به ستاره مدار می‌زند.
مدار آن به‌تدریج کوچک می‌شود تا جایی که با جو ستاره برخورد می‌کند و به دور آن کشیده می‌شود.
سیاره به‌طور کامل بلعیده می‌شود و گاز از لایه‌های خارجی ستاره به بیرون پرتاب می‌گردد.
گازهای پرتاب‌شده در یک سال بعدی خنک شده و به گرد و غبار سرد تبدیل می‌شوند. یک دیسک گازی داغ نیز در نزدیکی ستاره باقی می‌ماند.

چرا این کشف اهمیت دارد؟

شکار یک لحظه نادر

این رویداد تحت برنامه Guaranteed Time Observation شماره 1240 تلسکوپ وب ثبت شد؛ یکی از نخستین برنامه‌های «هدف‌فرصت» که برای ثبت وقایع نادر مانند انفجار ستاره‌ای طراحی شده‌اند.

«ما در آغاز راه مطالعه چنین رویدادهایی هستیم. این تنها موردی است که در حین وقوع آن را ثبت کرده‌ایم و بهترین نمونه از عواقب آن را در اختیار داریم»، گفت رایان لاو.
«امیدواریم این تازه آغاز کار باشد.»

آیا زمین هم بلعیده خواهد شد؟

خورشید، مانند تمام ستارگان، عمر جاودانه ندارد. در حدود پنج تا هفت میلیارد سال آینده، سوخت هیدروژنی خود را تمام می‌کند.

سرنوشت زمین پس از پایان عمر خورشید

در آن زمان، هسته خورشید فشرده و داغ‌تر خواهد شد، و لایه‌های بیرونی‌اش گسترش می‌یابند. خورشید به غول سرخی تبدیل می‌شود که ممکن است عطارد و زهره را ببلعد.

زمین در مرز این ناحیه خطرناک قرار دارد. برخی دانشمندان معتقدند ممکن است خورشید زمین را نیز ببلعد، در حالی که برخی دیگر احتمال می‌دهند زمین به‌واسطه از دست رفتن جرم خورشید، به بیرون رانده شود. در هر صورت، نتیجه برای زمین خوشایند نخواهد بود.

حتی اگر زمین بلعیده نشود، از گرما جان سالم به در نخواهد برد: اقیانوس‌ها بخار می‌شوند، جو ناپدید می‌شود و سطح زمین می‌سوزد.

در نهایت، خورشید به یک کوتوله سفید متراکم و تاریک تبدیل خواهد شد. آنچه از زمین باقی می‌ماند – اگر چیزی باقی بماند – تنها پوسته‌ای یخ‌زده و بی‌جان خواهد بود که به دور ستاره‌ای خاموش می‌چرخد.

گام بعدی در علم نجوم

با ظهور رصدخانه‌هایی مانند رصدخانه ورا روبین و تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا، دانشمندان انتظار دارند نمونه‌های بیشتری از رویدادهایی مانند ZTF SLRN-2020 را کشف کنند.

این ابزارها آسمان را به‌طور مداوم اسکن خواهند کرد تا تغییرات ناگهانی را ثبت کرده و درک ما از تعامل ستارگان و سیارات را گسترش دهند.

این مطالعه در مجله علمی The Astrophysical Journal منتشر شده است.

source