حميده احمديان راد
15 سال پيش دو دانشمند در يكي از هيجان انگيزترين كنفرانس هاي علمي جهان براي اولين بار از كشف دو سياره كه فراتر از منظومه شمسي به گرد ستاره هاي خورشيد مانند خود مي گردند صحبت كردند. اين شكارچيان سيارات جفري مارسي و پل باتلر نام داشتند. چند ماه بعد اين دانشمندان با اعلام اين كه سياره اي در منطقه قابل سكونت يك ستاره يافته اند بار ديگر دانشمندان را به وجد آوردند. منطقه قابل سكونت يك ستاره جايي است كه سيارات واقع در آن مي توانند از آب مايع دايمي برخوردار باشند.
حالا جفري مارسي در جلسه اخير جامعه ستاره شناسان به ويراني بناي مدل هاي نظري غالب درباره چگونگي شكل گيري سيارات پرداخته است. شركت كنندگان اين جلسه كه از همه حوزه هاي علمي بودند از ديدن واژگوني نظريه هاي همكاران تئوري پردازشان به هيجان آمدند. اين شامل نظراتي هم مي شد كه تاكنون درباره سيارات فراخورشيدي مطرح شده است.
ستاره شناسي به نام هال لويژن با تأييد نظرات مارسي مي گويد:«كساني كه براي پيش بيني تنوع سيستم هاي سياره اي خارج از منظومه شمسي مدل ارايه مي دهند در كار خود شكست خورده اند و خودشان هم براي اولين بار به اين امر اعتراف كردند.»
بيشتر سيارات فراخورشيدي اي كه ستاره شناسان پيدا كرده اند و تعدادشان به صدها سياره بالغ مي شود هم اندازه مشتري هستند. اما شمار سيارات كشف شده اي كه شبيه به زمين هستند هم در حال افزايش است. به عنوان مثال در همين جلسه اخير جامعه ستاره شناسان از كشف سياره اي كه Kepler-10b نامگذاري شده سخن گفته شد. اين سياره 1.4 شعاع زمين را دارد و بنابراين كوچك ترين سياره اي است كه تاكنون در اطراف يك ستاره مشابه خورشيد پيدا شده. همچنين جرم آن 4.6 جرم زمين است. بنابراين تراكم بالايي دارد و تركيبات آن هم مثل زمين سنگي و فلزي است.
نحوه يافتن اين سياره به اين ترتيب بود كه رصدخانه فضايي كپلر ناسا كم سو شدن دوره اي نور يك ستاره را نشان داد. اين مشاهدات به اين معني بود كه سياره اي از مقابل اين ستاره عبور مي كند. اطلاعات رصدخانه اي در هاوايي هم نشان داد كه اين ستاره در پاسخ به نيروي جاذبه يك سياره اندكي تلوتلو مي خورد.
رصدخانه كپلر همچنين يك سيستم چند سياره اي را حول ستاره كپلر-9 پيدا كرد. اما نكته جالب اين است كه زمان بندي كم سو شدن اين ستاره يكسان نيست. اين امر تصديق مي كند كه سيارات اين سيستم سياره اي از نظر جاذبه اي مزاحم يكديگرند. بر اساس اين نيروي جاذبه اي جرم سيارات اين سيستم سياره اي مشخص شد. براين اساس معلوم شده كه اين سيستم دست كم دو سياره با جرمي معادل جرم سياره زحل و و به اندازه 1.6 برابر شعاع زمين را دارد.
اين كشف ها بيش از پيش ثابت مي كند كه سيستم هاي سياره اي همه نوع اشكال و اندازه ها را دارند. تئوريسين ها مدتي طولاني در حيرت بودند كه چرا سيستم هاي سياره اي ديگر مشابه منظومه شمسي ما نيستند. اما استدلال مي كنند كه سيستم ها بايد از برخي ويژگي هاي مشترك برخوردار باشند. از جمله اين كه سيارات بايد در مدارهايي تقريباً مدور حول ستارگانشان بگردند. آنها بايد در همان مسيري كه ستاره شان مي چرخد (در جهت يا خلاف جهت عقربه هاي ساعت) حول ستاره ستاره شان بچرخند. در طي ميليون ها سال، سيارات ممكن است مكان تولدشان را ترك كنند و به نقاط ديگر سيستمشان مهاجرت كنند و ... .
ماركي اين پيش بيني ها را يكي يكي كنار هم قرار داد و از مطالعاتش نتيجه مي گيرد كه برخلاف پيش بيني ها مدار بيشتر سياراتي كه به دور ستاره شان مي گردند بسيار مورب و بيضي هستند. همچنين يك سوم سيارات در جهت مخالف حركت ستاره شان مي چرخند، اين حقيقت براساس كم سو شدن دوره اي نور ستاره مشخص شد. شايد تنها يك هشتم ستارگان همانند خورشيد سياره هايي در نزديكي خود داشته باشند. ماركي به اين ترتيب موفقيت نظريه پردازان درباره اين سيستم ها را شوك آور گيج كننده ناميد. نظريه پردازان درباره جزييات بعضي از نظرات ماركي با هم اختلاف دارند. اما به ميزان زيادي با انتقادات او موافقند.
پرسش ديگري كه مطرح شده درباره سناريوي مطرح درباره شيوه تكوين سيارات است. اين سناريو به عنوان رشد پيوسته هسته شناخته مي شود. به اين ترتيب كه سيارات از دانه هايي به كوچكي گردو غبار آغاز مي شوند. اين دانه ها متراكم مي شوند تا به طور فزاينده اي اندازه هاي بزرگ تري پيدا كنند. بعضي ها گازها را جارو مي كنند و به حدي بزرگ مي شوند كه به سيارات غول آسا تبديل مي شوند. سناریوی دیگر بی ثباتی گرانشی است كه نشان می دهد سیارات از ابر بزرگي از گاز تشكيل شده اند. اين ابر شروع به تكه تكه شدن كرده و به خاطر وزنش در خود سقوط كرده. هر چند كه اين نظريه تشكيل مشتری گازی را توضيح مي دهد اما سيارات خاکی و سنگی را نمي تواند توضیح دهد.
لويژن پیاده سازی اين مدل را زير سؤال مي برد. به گفته وي شکل گیری يك سیاره پیچیده است و كساني كه مدل سازي مي كنند قدرتانجام محاسبات قوي برای اجرای شبیه سازی كامل سیستم های سیاره ای را ندارند. آنها برای انجام پیش بینی های آماری به کدهای رايانه اي ساده شده تکیه می کنند. البته اين امر مفاهیم اولیه ما از شکل گیری سیاره را به خطر نمی اندازد. لويژن موافقت می کند : "من هنوز هم اعتقاد دارم سناریوی رشد پيوسته هسته الگوی خوبی برای توسعه نظریه تشکیل سیاره است اما به كار سخت تري نياز دارد.
البته ديگران كمتر خوشبينند و به دنبال تئوري هاي ريشه اي تري مي گردند.
منبع: http://www.scientificamerican.com/blog/post.cfm?id=why-dont-exoplanets-match-astronome-2011-01-13
| < قبلی | بعدی > |
|---|
