يک‌شنبه 28 عقرب|آبان 1396 برابر با 19 نومبر 2017

«کیلت 9 ب»: سیارۀ آتشین یا ستارۀ ناکام



 24 سرطان|تیر 1396

یونس بخشی اخترشناس  

در این چند سال، شمار سیارات کشف‌شده به دور دیگر ستاره‌ها از حد حساب گذشته و حالا در کنار تلسکوپ فضایی کیپلر- مشهور به شکارچی سیارات- خیلی از تلسکوپ‌های زمینی و فضایی هم درگیر شکار سیارات به دور دیگر ستاره‌ها استند. اگرچه برای کشف سیارات به دور دیگر ستاره‌ها روش‌های مختلفی- ترانزیتی، اثر دوپلری و گردش شعایی- وجود دارد، اما حالا دیگر اخترشناسان بیشتر به کشف سیاراتی تمرکز دارند- به روش ترانزیتی- که در محدودۀ کمربند حیات دیگر ستاره‌ها در گردش‌اند. کمربند حیات به فاصله‌یی از یک ستاره گفته می‌شود که در آن محدوده، آب بتواند به شکل مایع در سطح یک سیاره وجود داشته باشد. اما یک نکتۀ مهم دیگر این که با گذشت هر روز نه تنها بر تعداد سیارات تازه کشف‌شده افزوده می‌شود، بلکه هرازچند گاهی دانشمندان سیاراتی را کشف می‌کنند که تصور چنین سیارات محال به نظر می‌رسد.

بار ها سیاراتی کشف شده که در کمتر از چند روز به دور ستارۀ مادر در گردش بوده، یعنی یک سال در سطح چنین سیاره‌یی، با چند روز در زمین برابر است. چند روز پیش گروهی از اخترشناسان توانستند داغ‌ترین سیاره‌یی را کشف کنند که تا حال نظیر آن حتا در تئوری‌ها دیده نشده بود. برای درک بهتر موضوع لازم است تا یک بار دیگر تعریف ستاره و سیاره را تکرار کنم.

در اخترشناسی ستاره به یک گوی آتشین از گازهای بسیار داغ به نام پلازما گفته می‌شود که در هستۀ آن زیر فشار و حرارت شدید هم‌جوشیِ هسته‌یی فعال شده است. مثلاً در هستۀ خورشید، فشار 340 میلیارد بار بیشتر از فشار در سطح زمین است. هم‌جوشی هسته‌یی یک واکنش اتمی است که در آن هستۀ چند اتم با هم یک‌جا شده و هستۀ یک اتم سنگین‌تر را می‌سازد. اما جرم هستۀ اتم تازه متولدشده، اندکی از جرم اتم‌هایی که با هم یک‌جا شده‌اند کمتر است؛ زیرا در اثر هم‌جوشی هسته‌یی یک مقدار جرم اتم‌ها به شکل انرژی آزاد می‌شوند و این‌گونه است که یک ستاره از خود نور و حرارت تولید می‌کند. تا زمانی که هم‌جوشی هسته‌یی در هسته یک گوی گازی آغاز نشده، ستاره نیست.

سیاره اما به گویی سنگی، گازی و یا هم یخی گفته می‌شود که از خود نور ندارد، در هستۀ آن هم‌جوشی هسته‌یی فعال نیست و به دور یک ستاره در گردش است. اگرچه در این چند سال سیاراتی کشف شده که به دور هیچ ستاره‌یی در گردش نبوده و مانند فرزندانی که مادر خود را گم کرده‌اند، در فضا سرگردان هستند؛ زمین یک سیارۀ سنگی و مشتری هم بزرگ‌ترین سیارۀ گازی در منظومۀ شمسی ماست.

در میان هزاران سیارۀ کشف‌شده به دور دیگر ستاره‌ها، اغلب آن‌ها سیارات گازی یا مشتری هایی‌اند که در فاصلۀ نزدیک به دور ستارۀ مادر در گردش استند و ما به آن‌ها مشتری‌های داغ می‌گوییم. در سطح اکثر این مشتری‌های داغ، دما به بیش از یک یا دو هزار درجه می‌رسد، اما اخیرأ تیمی از دانشمندان یک سیارۀ گازی بزرگ را کشف کرده‌اند که دما در سطح آن داغ‌تر از خیلی ستاره‌هاست.

سیاره‌یی را تصور کنید که ساختار مشابه سیارۀ مشتری را دارد و دما در سطح آن به حدی داغ است که مانند یک ستاره می‌درخشد. این سیاره به نام «کیلت 9 ب» و یک غول گازی با دمای حدود 4300 درجه در سطح بوده که 650 سال نوری از زمین فاصله دارد. تصور کنید دما در سطح این سیاره حدود یک هزار درجه کم‌تر از دما در سطح خورشید است. سیارۀ زهره در منظومۀ شمسی که به داغ‌ترین سیاره در بین سیارات خورشید یاد می‌شود، دمایی حدود 470 درجه دارد و فشار هم در سطح 90 برابر فشار هوا در اتموسفیر زمین است. دما در سطح زهره به حدی داغ است که سرب آب می‌شود. تاکنون هیچ سفینه‌یی نتوانسته در سطح زهره دوام بیاورد. حالا با کشف سیاره کیلت 9 ب، تصور ما نسبت به سیارات کاملأ دگرگون شده است. در کیهانی با این وسعت، انتظار وجود خیلی از اجرام عجیب و مرموز را می‌توان داشت. دانشمندان می‌گویند، دلیل گرمای بیش از حد در سطح این سیاره، نزدیکی بیش از حد آن به ستارۀ مادر است. در زمان کشف این سیاره، اطلاعات به حدی برای اخترشناسان غیرقابل تصور بود که دو اخترشناس درگیر کشف این جرم آسمانی بر سر این که جرم تازه کشف‌شده یک سیاره است یا خیر، با هم شرط زده بودند.

به دلیل حرارت بسیار بالا در اتموسفیر، این سیاره به ترکیبی بین ستاره و سیاره تبدیل شده است. نه سیاره می‌توانش گفت و نه ستاره. شاید بهتر باشد، آن را جرمی ستاره- سیاره بنامیم. اما واقعیت این است که سیاره کیلت 9 ب، مانند یک ستارۀ گرم و برخلاف آن شبیه یک سیارۀ بسیار داغ است که هم‌جوشی هسته‌یی در مرکز آن فعال نشده. صرف‌نظر از این که چه نامی می‌توانیم به این سیاره بدهیم، به خوبی می‌دانیم که در مرکز این سیاره فشار به حدی نیست که هم‌جوشی هسته‌یی فعال شود و بتواند مانند یک ستاره بدرخشد؛ به همین دلیل نمی‌توانیم آن را ستاره بگوییم.

اساسأ سه سال پیش، گروهی از اخترشناسان با استفاده از تلسکوپ کوچک نهایت کیلو درجه- (Kilodegree Extremely Little Telescope - KELT) این سیاره را زمانی کشف کرده بودند که از برابر ستارۀ مادر عبور می‌کرد و باعث تغییر در میزان درخشش ستارۀ مادر می‌شد. با ردگیری‌های بیشتر در آن زمان، اخترشناسان متوجه شدند که نور این ستاره هر 36 ساعت بعد اندکی کم می‌شود. به زبان ساده‌تر، این سیاره به حدی به ستارۀ مادر نزدیک است که در هر 1.5 روز بعد یک دور کامل به دور ستارۀ مادر را تکمیل می‌کند. یعنی یک سال در سطح این سیاره یک‌ونیم روز یا دقیقأ 36 ساعت زمینی طول می‌کشد.

اگرچه این بار اول نیست که اخترشناسان سیارات «مشتری داغ» را به دور دیگر ستاره‌ها کشف می‌کنند، اما چنین غول گازی- دو برابر جرم سیارۀ مشتری- با چنین دمای بالا، بار اول است که اسیر چشمان تیزبین یک تلسکوپ کوچک اما حساس می‌شود. به باور اخترشناسان سیارۀ کیلت 9 ب نهایت امکان وجود یک سیارۀ گازی با چنین شرایط دشواری را نشان می‌دهد. زیرا به طور معمول، اتموسفیر یک سیاره از ترکیب چند اتم به نام مولکول ساخته شده است. وجود هایدروجن مولکولی، بخار آب و دیگر گازها در اتموسفیر سیارات مشتری مانند پدیده‌یی معمول است. اما به علت نزدیکی سیاره کیلت 9 ب به ستارۀ مادر، اتموسفیر آن از ترکیب مولکول‌ها به وجود نیامده، بلکه از ترکیب اتم‌ها ساخته شده؛ یعنی مولکول‌ها به اتم‌های سازندۀ آن تجزیه شده‌اند.

به دلیل نزدیکی بیش از حد به ستارۀ مادر، کیلت 9 ب، در مدار گردش به دور ستارۀ مادر قفل شده و در نتیجه، همیشه از یک رخش جهت به سوی ستاره مادر دارد. درست شبیه ماه که در مدار گردش به دور زمین قفل شده و ما همیشه یک طرف ماه را می‌بینیم. ستارۀ کیلت 9 ب از نوع ستاره‌های «A» با دمای حدود 10 هزار درجه در سطح است.

این سیارۀ گازی با چنان سرعتی به دور ستارۀ مادر می‌چرخد که اتموسفیرش شبیه یک دم داغ از عقبش کشیده می‌شود. به همین خاطر در زمان بررسی داده‌ها، اخترشناسان این سیاره را شبیه یک دنباله‌دار می‌دیدند. طی چند سال گردش، این سیارۀ گازی به احتمال زیاد گازهای خود را از دست می‌دهد و در پایان یک هستۀ سنگی به اندازۀ زمین یا حتا عطارد از آن باقی می‌ماند. با مصرف تمام گازهای هایدورجن این سیاره تا 30 درصد حرارت فعلی‌اش سرد می‌شود و شاید هم هسته به جا مانده از آن توسط ستارۀ مادر بلعیده شود.

چرا تا هنوز چنین سیاره‌یی کشف نشده بود و آیا ممکن است سیارات عجیب و باور نکردنی‌یی مثل این غول آتشین در کیهان زیاد باشد؟ به احتمال زیاد که چنین است. از سوی دیگر اکثر تلسکوپ‌های فضایی و زمینی به سمت ستاره‌های کم‌فروغ – کوتوله‌های سرخ با دمای بین 2 تا 3 هزار درجه- می‌نگردند؛ زیرا سیارات شبیه زمین با داشتن شرایط و امکانات حیات به دور این ستاره‌های کم نور و پیر می‌چرخند و به همین علت، به ستاره‌های پر نور و بزرگی چون ستارۀ کیلت 9 از نوعA با اوسط دمایی بین 7 تا 11 هزار درجه، کسی توجه خاصی نداشته است. اما کشف سیارۀ کیلت 9 ب یک بار دیگر به ما نشان می‌دهد جهان هستی پر از دنیاهای عجیب و مرموزی‌ست که منتظر کشف‌اند.