به اندازه مشتری، به چگالی پشمک

عمادالدین قاسمی‌پناه ـ خبرنگار

اخترشناسان زمانی معتقد بودند که بیشتر منظومه‌های خورشیدی شباهت بسیاری به منظومه شمسی خودمان دارند. آنها تصور می‌کردند که این منظومه‌ها هم سیارات صخره‌ای کوچکی در نزدیکی خورشید خود دارند و غول‌های گازی در فواصل بیشتری نسبت به این ستاره به دور آن می‌چرخند. در آغاز سال 1992، دانشمندان شروع به یافتن جهان‌هایی کردند که به دور ستاره‌های بیگانه می‌چرخیدند و خیلی زود دریافتند که انواع متنوعی از منظومه‌های خورشیدی در هستی وجود دارد.
وب سایت thenextweb در گزارشی نوشته است: امروزه ستاره‌شناسان از وجود بیش از 4هزار جهان آگاهی دارند که در حال چرخش به دور ستاره‌های دیگر هستند. از این تعداد، 15مورد از آنها چگالی بسیار کمی در حد پشمک دارند.

بزرگ‌تر از مشتری
3مورد از این سیارات پفکی در منظومه ستاره Kepler 51 که 2600سال نوری از زمین فاصله دارد، کشف شده‌ است. این سیارات که بزرگ‌تر از اندازه مشتری هستند، جرمشان کمتر از یک‌درصد جرم بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی ماست.
این جهان‌های بسیار سبک، چگالی کمتر از 0.1گرم در سانتی‌مترمکعب دارند. چگالی زمین حدود 55برابر بیشتر است؛ یعنی حدود 5.5گرم در سانتی‌مترمکعب. وزن مشتری حدود 1.33گرم در هر سانتی‌مترمکعب است، درحالی‌که چگالی کیوان (کم‌تراکم‌ترین سیاره در منظومه شمسی ما) معادل 0.7گرم در سانتی‌مترمکعب است.
جسیکا لیبی-رابرتز، فارغ التحصیل گروه علوم نجوم و سیارات (APS) در دانشگاه کلرادو بولدر می‌گوید: ما می‌دانیم که آنها چگالی کمی دارند. اما وقتی شما یک توپ پشمکی به اندازه سیاره مشتری را تصور کنید، آنگاه این تراکم، واقعا کم به‌نظر می‌رسد.



لیبی-رابرتز این جهان‌ها را به‌منظور درک بهتر ترکیبات آنها و فهم چگونگی شکل‌گیری چنین دنیاهای عجیب و غریبی، مورد بررسی قرار داده است.
تیم او با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل چیزی غیرعادی پیدا کرد. اتمسفر این جهان‌ها آنگونه که انتظار می‌رفت شفاف نبودند و هوای اطراف این سیارات با مه تاریک پوشانده شده بودند.
او می‌گوید: ما 2عبور کپلر  51-b و 51-d را با دوربین WFC3 در تلسکوپ فضایی هابل مشاهده کردیم. 
پژوهشگران در مجله Astronomical Journal نوشتند که با ترکیب زمان‌های عبور WFC3، با تجزیه و تحلیل مجدد داده‌های کپلر و پارامترهای ستاره‌ای به‌روز شده، تأیید کردیم که هر سه سیاره دارای چگالی کمتر از 0.1گرم در سانتی‌مترمکعب هستند.
شبیه‌سازی رایانه‌ای این گروه با استفاده از شبیه‌سازی‌‌های رایانه‌ای و سایر ابزارها، مشخص کرد که این جهان‌های کم‌تراکم تا حد زیادی از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند که جو را با مواد کم‌جرم پر می‌کنند و تراکم این جهان را کاهش می‌دهند. در ارتفاعات بالاتر، هوای آنها حاوی متان است. هنگامی که این گاز با نور ماورای بنفش روبه‌رو می‌شود، باعث ایجاد مه می‌شود که شبیه یک مورد مشاهده‌شده در تایتان (بزرگ‌ترین قمر زحل) است.
لیبی-رابرتز می‌گوید: این موضوع به‌طور قطع ما را به تلاش وامی‌دارد تا آنچه را که می‌تواند در آنجا اتفاق بیفتد، دریابیم. ما انتظار داشتیم آب پیدا کنیم، اما نمی‌توانیم ردپای هیچ مولکولی را مشاهده کنیم.
اکنون، اخترشناسان از وجود 3سیاره فراخورشیدی که به دور Kepler-51 می‌چرخند، اطلاع دارند. Kepler 51-b و c در سال 2012 کشف شدند و Kepler 51-d برای نخستین بار 2سال بعد مشاهده شد. هر یک از این جهان‌ها، در مقایسه با زمین به‌طور قابل توجهی، با فاصله کمتری به دور خورشید خود می‌چرخند؛ چیزی بین یک‌چهارم تا یک‌دوم فاصله زمین تا خورشید.
این گروه همچنین دریافتند که این جهان‌های فوق‌العاده کم‌تراکم اتمسفرهای خود را در فضا پخش می‌کنند. ستاره‌ای که در اطراف این جهان‌ها می‌چرخد (کپلر 51)، تقریبا همان جرم و دمای خورشید ما را دارد، اما اندازه آن فقط 90درصد اندازه خورشید ماست. برای اینکه این وضعیت مقایسه شود، باید بدانیم که این سه‌گانه دارای توده‌هایی چندبرابر بیشتر از زمین است و ماه‌ها به دور ستاره‌های خود می‌چرخد.
این تحقیق نشان می‌دهد این سیارات فوق‌العاده پفکی عجیب ممکن است در منظومه‌های خورشیدی جوان موضوعی عادی باشند. اگر این سیارات شبیه به پشمک شما را راضی نمی‌کند، بهتر است بدانید که اخترشناسان اخیراً یک سیاره را که شبیه به یک آب‌نبات عصایی عظیم است، در نزدیکی مرکز کهکشان راه شیری کشف کرده‌‌اند. این یک لحظه «شیرین» برای علم نجوم است.