همه سیارات در جهت چرخش ستاره‌هایشان، گردش نمی‌کنند!

همه سیارات در جهت چرخش ستاره‌هایشان، گردش نمی‌کنند!

سیارات موجود در منظومه شمسی ما، تقریباً در همان جهتی گردش می‌کنند، که خورشید می‌چرخد. اما این برای همه سیستم‌های سیاره‌ای صحیح نیست! اندازه گیری‌های اخیر زاویه چرخش یک ستاره که میزبان یک سیاره نزدیک است، بینش جدیدی از نحوه شکل گیری سیستم‌های خورشیدی، ارائه می‌دهند.

تولد یک سیستم خورشیدی

به طور گسترده در یک نظریه پذیرفته شده برای شکل گیری یک منظومه شمسی، یک ستاره و سیاراتش، از یک سحابی گردان گاز و غبار متولد می‌شوند. با فروپاشی سحابی، یک ستاره در حال چرخش در مرکز تشکیل می‌شود. مواد باقی مانده، به یک دیسک مسطح چرخشی در اطراف ستاره تازه متولد شده تبدیل می‌شوند. سیارات بعداً درون این دیسک شکل می‌گیرند.

در این تصویر، حفاظت از حرکت زاویه‌ای، نشان می‌دهد که محور چرخش یک ستاره باید با بردار حرکت زاویه‌ای مداری سیاره‌های آن، هماهنگ و هم تراز باشد.

اگر سیارات از همان مواد چرخشی که ستاره میزبان‌شان را ایجاد کرده است، تشکیل شده باشند؛ چرا همه سیارات مدارهایی که با چرخش ستاره هماهنگ است؛ ندارند؟

این در منظومه شمسی ما درست است: مدار سیاره ما درحدود 7 درجه با چرخش خورشید هماهنگ است. اما تقریبا یک سوم از سیاراتی که ما در منظومه‌ها اندازه گرفتیم، ناهماهنگی های چشمگیری داشته‌اند. از جمله مدارهای کمی کج شده تا مدارهایی که به طور کامل مخالف جهت چرخش ستاره خود هستند.

تعریف مسیرهای کج

دو تعریف امکان پذیر برای این مدارهای ناهماهنگ وجود دارد:

1. چرخش ستاره و دیسک تشکیل دهنده سیارات، ممکن است از همان ابتدا ناهماهنگ بوده باشند.

2. مدار سیاره و چرخش ستاره‌ای شروع به هماهنگی می‌کنند؛ اما بعضی از سیارات، پس از تشکیل آن‌ها پراکنده شده یا بر روی مدارهای ناهماهنگی قرار می‌گیرند.

تا کنون، ما تنها قادر به اندازه گیری زاویه‌های تراز مدار چرخش برای مشتری‌های داغ (hot Jupiters) با دوره تناوب کوتاه مدت بودیم. سیاراتی که ما قبلا شک داشتیم که ممکن است جای دیگری شکل گرفته باشند و به درون مدارهای فعلی خود، حرکت کرده باشند. این سیارات به راحتی می‌توانستند در طی این مهاجرت، مدارهای خود را گمراه کنند، که به تعریف دوم اعتبار می‌دهد.

اما برای اینکه تایید کنیم این تعریف صحت دارد، ما همچنین باید نشان دهیم که ترازهای مدار چرخش سیارات با دوره تناوب طولانی، که کمتر احتمال دارد در طول عمرشان دچار اختلال شده باشند، به طور معمول هم تراز هستند.

در یک بررسی جدید، تیمی از دانشمندان به سرپرستی استفان کراوس (دانشگاه اکستر، بریتانیا)، اکنون اولین اندازه گیری از تراز مدار چرخش یک سیاره فراخورشیدی مدار وسیع که مستقیم تصویربرداری شده، انجام داده است: β Pictoris b

تاییدیه از یک مدارگرد وسیع

فقط 60 سال نوری فاصله دارد. ستاره اخیرا شکل گرفته β Pictoris، میزبان یک سیاره فراخورشیدی تقریبا 13 برابر جرم مشتری (β Pictoris b) که با محور تقریبا بزرگی (10.6 a.u) دور آن می‌چرخد، است. درون یک باقی مانده دیسک جوان که ستاره را احاطه کرده است.

کراوس و همکارانش به وسیله مشاهدات با وضوح طیفی بالا ازβ Pictoris با ابزار گرانشی (Gravity instrument) در تلسکوپ تداخل سنج وی‌ ال‌ تی (the Very Large Telescope Interferometer) در شیلی، زاویه چرخش ستاره را از اثر دقیق و ظریف بر روی طیف آن، مشخص می‌کنند. از این اندازه گیری‌ها، نویسندگان ثابت می‌كنند كه چرخش ستاره ای β Pikoris ، چرخش دیسک باقی مانده آن و مدار سیاره آن، همگی تقریباً درحدود 3 درجه هم تراز هستند.

نتایج کراوس و همکارانش، از این ایده که سیستم های خورشیدی، در ابتدا با چرخش ستاره ای و مدارهای سیاره ای هم تراز تشکیل شده اند، دفاع می‌کند. ناهماهنگی‌ها بعدا فقط به عنوان مهاجرت سیاره‌ها معرفی می‌شوند. با این حال، به مشاهدات اضافه از سیارات مدار وسیع برای تایید این تصویر نیاز خواهد بود.

مترجم: آرمیتا همت پور

منبع: skyandtelescope