بقایای سیارات بلعیده شده، در دل ۳ تا ۳۰ درصد ستارگان وجود دارند!

تحقیقات جدید نشان میدهد که بسیاری از ستارگان ممکن است بقایای سیارات سنگی، مشابه زمین، را در خود داشته باشند. این پدیده که به «آلودگی فلزی» مشهور است، ناشی از بلعیده شدن این سیارات توسط ستارگان بوده و به تغییراتی در ساختار شیمیایی ستارگان منجر شده است. این کشف نهتنها به درک بهتری از ساختار ستارگان کمک میکند، بلکه دیدگاه جدیدی در مورد سرنوشت سیارات سنگی و تأثیر آنها بر میزبانهای ستارهایشان ارائه میدهد.
ستارگان همزاد و راز تفاوت در فلزات آنها
ستارگان همزاد (Co-natal stars) در یک ابر مولکولی غولپیکر (GMC) متولد میشوند. این ستارگان معمولاً از مواد مشابهی تشکیل شدهاند، زیرا منشأ یکسانی دارند. به همین دلیل، انتظار میرود که میزان فلزات در آنها مشابه باشد. اما در مواردی، تفاوتهای چشمگیری در فلزات موجود در ستارگان همزاد مشاهده شده که توضیح آن صرفاً با تفاوتهای کوچک در ترکیب ابر مولکولی امکانپذیر نیست. این تحقیقات نشان داده که این تفاوتها میتوانند ناشی از بلعیده شدن سیارات سنگی توسط ستارگان باشند.
سیارات بسیار کمعمر دورهای: قربانیان ستارگان
سیارات بسیار کمعمر هدورهای (Ultra-short period planets یا USP)، نوع خاصی از سیارات سنگی هستند که در مدارهایی بسیار نزدیک به ستارگان خود حرکت میکنند. این سیارات معمولاً مدار خود را طی چند ساعت کامل میکنند و اندازهای کوچک دارند، معمولاً کمتر از دو برابر شعاع زمین. سطح این سیارات به دلیل نزدیکی به ستاره میزبان خود، بسیار داغ و مذاب است و آنها اغلب به ستاره قفل مداری (Tidally Locked) شدهاند، یعنی یک سمت آنها همیشه رو به ستاره است.
این سیارات به دلیل نزدیکی زیاد، مستعد بلعیده شدن توسط ستاره خود هستند. مطالعات جدید نشان میدهد که بین ۳ تا ۳۰ درصد از ستارگان مشابه خورشید در طول عمر خود حداقل یک سیاره سنگی با جرمی بین ۱ تا ۱۰ برابر جرم زمین را بلعیدهاند. با وجود اینکه سیارات نسبتاً نادر هستند و تنها ۰.۵ درصد از ستارگان مشابه خورشید آنها را دارند، اما تأثیر آنها بر شیمی ستارهای بسیار قابلتوجه است.
چرا ستارگان سیارات را بلعیدهاند؟ سناریوهای مهاجرت سیارات
پژوهشگران سه سناریوی اصلی برای توضیح نحوه بلعیده شدن سیارات سنگی توسط ستارگان پیشنهاد کردهاند:
- مهاجرت با خروج از مرکز پایین (Low-e Migration):
در این سناریو، سیاره ابتدا مداری با انحراف کم دارد و بهتدریج به ستاره میزبان خود نزدیک میشود. این فرآیند به دلیل تأثیرات گرانشی و کشش جزر و مدی رخ میدهد. - مهاجرت با خروج از مرکز بالا (High-e Migration):
در این حالت، سیاره مداری با انحراف زیاد پیدا کرده و در نزدیکی ستاره قرار میگیرد. این نزدیکی به مرور مدار سیاره را دایرهای میکند و آن را به سمت ستاره میکشاند. - مهاجرت ناشی از اختلاف محور چرخش (Obliquity-Driven Migration):
در این سناریو، سیارهای دیگر که در همان سیستم وجود دارد، زاویه چرخش سیاره فوقکوتاهدورهای را تغییر میدهد. این تغییر زاویه باعث میشود که سیاره به تدریج به ستاره نزدیکتر شود و در نهایت توسط آن بلعیده شود.
بلعیده شدن سیارات غولپیکر داغ (Hot Jupiters): آیا آنها نیز نقش دارند؟
سیارات غولپیکر داغ (Hot Jupiters یا HJs) که گازهای زیادی در خود دارند و به ستارگان میزبان بسیار نزدیک هستند، نیز ممکن است بلعیده شوند. اما به دلیل ترکیب شیمیایی متفاوت، تأثیر بلعیده شدن آنها بر آلودگی فلزی ستارگان ممکن است بسیار کمتر از سیارات سنگی باشد. این سیارات عمدتاً از هیدروژن و هلیوم تشکیل شدهاند و حتی اگر بلعیده شوند، فلزات کافی برای ایجاد تغییرات شیمیایی قابلتوجه در ستاره میزبان خود ندارند. بهعلاوه، برخی از این سیارات ممکن است پیش از بلعیده شدن به باقیماندهای سنگی تبدیل شوند.
زمان و تأثیر آلودگی فلزی
مطالعات نشان داده که بلعیده شدن سیارات فوقکوتاهدورهای معمولاً بین ۱۰۰ میلیون تا ۱ میلیارد سال پس از شکلگیری آنها اتفاق میافتد. این فرآیند میتواند به آلودگی فلزی ستارگان منجر شود. با این حال، اثرات این آلودگی ممکن است با گذشت زمان کاهش یابد. فلزات جذبشده توسط ستارگان ممکن است در لایههای داخلی فرو روند و دیگر قابل شناسایی نباشند. این موضوع باعث میشود که تعداد ستارگان آلوده بیشتر از آنچه در حال حاضر تخمین زده میشود باشد.
چشماندازهای آینده و نیاز به مطالعات بیشتر
پژوهشگران معتقدند که برای درک بهتر این پدیده، به تحقیقات بیشتری نیاز است. بهویژه بررسی تأثیر سیارات غولپیکر داغ و دیگر مکانیزمهای بلعیده شدن سیارات میتواند اطلاعات بیشتری ارائه دهد. همچنین، باید بررسی شود که آیا سیستمهای چندسیارهای فشرده، که احتمال بلعیده شدن سیارات در آنها بیشتر است، نشانههایی از آلودگی فلزی دارند یا خیر.
نتیجهگیری: بقایای سیارات در دل ستارگان
این تحقیقات دیدگاه جدیدی در مورد تعامل بین سیارات و ستارگان ارائه میدهد. بلعیده شدن سیارات سنگی توسط ستارگان، که باعث تغییرات شیمیایی قابلتوجهی در آنها میشود، نشاندهنده پویاییهای پیچیدهای در سیستمهای سیارهای است. این پدیده نهتنها به درک بهتر از سرنوشت سیارات کمک میکند، بلکه اطلاعات ارزشمندی درباره تکامل شیمیایی ستارگان مشابه خورشید ارائه میدهد.
این نوشتهها را هم بخوانید