کشف منظومه ستاره ای با سیارات در مدارهای عمود بر هم – زومیت

سیستم های ستاره ای در اشکال و اندازه های مختلفی وجود دارند. برخی سیاره های متعدد دارند، برخی سیاره های بزرگتر دارند و برخی اصلا سیاره ای ندارند. با این حال، این سیستم غیرمعمول در فاصله 150 سال نوری دانشمندان را شگفت زده کرد.

در سال 2016، ستاره شناسان دو سیاره را در اطراف ستاره HD 3167 شناسایی کردند. به نظر می رسد که این دو سیاره متعلق به دسته ابر زمین (ابعاد بین زمین و نپتون) هستند و هر 30 روز یک بار به دور آنها می چرخند. در سال 2017 سیاره سوم این منظومه شناسایی شد که مداری هشت روزه داشت و بین دو سیاره قبلی قرار داشت.

آنچه در مورد این منظومه قابل توجه به نظر می رسد، انحراف مدار دو سیاره بیرونی HD 3167 c و HD 3167 d است. در منظومه شمسی، همه سیارات در یک صفحه مشترک به دور خورشید می چرخند، اما این دو سیاره دارای مدارهای قطبی هستند. به عبارت دیگر، بر خلاف زمین و سایر سیارات منظومه شمسی که به دور استوای خورشید می چرخند، از بالا و پایین قطب های ستاره عبور می کنند.

دانشمندان اخیراً این سیستم را عجیب تر از آنچه قبلا تصور می شد کشف کردند. دانشمندان برای اولین بار ویژگی های مدار درونی ترین سیاره (HD 3167b) را اندازه گیری کردند و دریافتند که مدار این سیاره با دو سیاره دیگر مطابقت ندارد. مانند سیارات منظومه شمسی، به دور صفحه استوایی ستاره میزبان خود عمود بر مدار دو سیاره دیگر می چرخد. این اولین سیستم ستاره ای با چنین ویژگی هایی است.

طرح مدار سیارات منظومه HD 3167; نمای عمود مدار سیاره های c و d (چپ)، نمای مدارهای عمود بر سیاره b (در مرکز)، نمایش زاویه این دو صفحه مداری نسبت به یکدیگر (راست)

وینسنت بوریا از دانشگاه ژنو در سوئیس رهبری این کشف را برعهده داشت که ماه گذشته در مجله Astronomy and Astrophysics منتشر شد. او می گوید: «این یک شگفتی واقعی بود. این کاملا با منظومه شمسی ما متفاوت است.

اگرچه هیچ یک از این سیارات مسکونی به نظر نمی رسند، اما اگر روی یکی از آنها قدم بگذارید، منظره شگفت انگیزی از منظومه خواهید دید. دکتر بوری می گوید: «اگر تلسکوپ داشتید و مسیر سیارات دیگر این منظومه را دنبال می کردید، آنها به صورت عمودی بالا و پایین حرکت می کردند.

سیارات خارج از منظومه شمسی با مدار قطبی قبلاً مشاهده شده بود، اما تجمع سیارات با مدارهای قطبی و استوایی در یک منظومه قابل توجه است. جدیدترین کشف با ابزاری به نام ESPRESSO بر اساس “تلسکوپ بسیار بزرگ” (VLT) در شیلی انجام شد. با استفاده از اندازه‌گیری‌های بسیار دقیق ستاره میزبان، دانشمندان توانستند سیاره درونی را در مقابل ستاره‌اش به صورت «گذرا» ردیابی کنند و زاویه شیب آن را محاسبه کنند.

نابرابری در این الگو ممکن است ناشی از وجود یک شیء مشاهده نشده در نواحی بیرونی آن باشد. دکتر شوتا دل از دانشگاه اکستر در بریتانیا این منظومه را مطالعه کرده است و می گوید شواهدی وجود دارد که نشان می دهد سیاره ای به اندازه مشتری هر 80 روز یک بار به دور یک ستاره می چرخد. اثر گرانشی این جسم ممکن است دو سیاره بیرونی را در مدارهای غیرعادی خود قرار داده باشد، در حالی که سیاره درونی تحت تأثیر ستاره مرکزی در مدار خود باقی مانده است.

دکتر دل می گوید: سیاره ای به اندازه مشتری به اندازه کافی بزرگ است که مدار دو سیاره را کج کند.

اگرچه منظومه شمسی ما سیاره عظیم مشتری را در خود جای داده است، اما فاصله زیاد مدار سیارات از یکدیگر مانع از سرنوشت مشابهی برای زمین و سایر سیارات شد. در مقابل، هر سیاره ای که به دور HD 3167 می چرخد، می تواند در مدار عطارد قرار بگیرد. بنابراین فاصله کم آنها از یکدیگر، برهمکنش گرانشی متقابل آنها را افزایش می دهد.

مشاهدات آتی ممکن است سیستم های مشابه بیشتری را نشان دهد. انتظار می‌رود تلسکوپ فضایی گایا متعلق به آژانس فضایی اروپا، که از میلیاردها ستاره در کهکشان راه شیری نقشه‌برداری می‌کند، به زودی داده‌هایی از هزاران سیاره غول پیکر در سایر منظومه‌های ستاره‌ای، از جمله داده‌های مربوط به انحراف مدار سیارات عبوری را فاش کند. دکتر بوری و تیمش امیدوارند که از ESPRESSO برای انجام مشاهدات مشابه از سایر سیستم ها استفاده کنند.

تنظیم نامناسب HD 3167 بار دیگر به ما یادآوری کرد که ستاره ها و سیارات دیگر چقدر می توانند عجیب باشند. دکتر بوری می گوید: «این یافته ها بار دیگر آنچه را که ما فکر می کنیم در مورد شکل گیری منظومه های سیاره ای می دانیم به چالش می کشد. سیارات می توانند به روش های بسیار بسیار متفاوتی تکامل یابند.