کشف سیاره‌ای شبیه زمین در اطراف یک کوتوله سفید
من می‌خواهم سیاره‌ای شبیه زمین در کهکشان راه شیری پیدا کنم، اما این سیاره جدید کاملاً آن چیزی نیست که انتظار می‌رفت. جرم این سیاره حدود 1.9 برابر زمین است و به دور یک ستاره در فاصله ای برابر با دو برابر فاصله زمین تا خورشید می چرخد. اما این ستاره یک کوتوله سفید است، به این معنی که هر حیاتی که ممکن است در این سیاره وجود داشته باشد احتمالاً در هنگام مرگ ستاره در مرحله غول سرخ آن نابود شده است.
با این حال، این کشف یک دستاورد هیجان انگیز است: این یک نگاه اجمالی به آینده منظومه شمسی و سرنوشت زمین زمانی است که خورشید خود به یک کوتوله سفید تبدیل شود.
کار توسط ستاره شناس Keming Zhang از دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو، پتانسیل روشی را برای شناسایی پدیده ای به نام میکرولنزینگ نشان می دهد که می تواند به یافتن سیارات مشابه زمین در جاهای دیگر کهکشان کمک کند.
کوتوله های سفید نتیجه مرگ ستارگانی مانند خورشید هستند. وقتی این ستارگان سوخت هیدروژن خود را تمام می کنند، بزرگتر می شوند و به فاز غول سرخ می رسند. در نهایت ستاره لایه های بیرونی خود را به طور کامل از دست می دهد و هسته آن تحت تاثیر گرانش به جسمی متراکم تبدیل می شود. نور درخشان این هسته به دلیل همجوشی نیست، بلکه به دلیل گرمای باقیمانده از فرآیند فروپاشی است. این هسته داغ کوتوله سفید نامیده می شود و تریلیون ها سال طول می کشد تا به تاریکی کامل برسد.
فاز غول سرخ یک فاز شگفت انگیز است. جو بیرونی یک ستاره می تواند تا صدها برابر اندازه اصلی آن منبسط شود. برخی پیش بینی ها برای آینده خورشید نشان می دهد که در حدود 5 میلیارد سال آینده این ستاره به قدری بزرگ می شود که می تواند مدار سیاراتی مانند عطارد، زهره و زمین را در بر بگیرد و آنها را نابود کند.
ما نمی دانیم که این چه معنایی برای سیاره ما خواهد داشت. احتمال نابودی وجود دارد، اما کشف جدید سیاره ای شبیه به زمین که به دور یک کوتوله سفید می چرخد، نشان می دهد که بقا یک گزینه ممکن است.
به گفته ژانگ، “ساده ترین توضیح این است که این سیاره در مرحله غول سرخ ستاره میزبان خود زنده مانده است.”
این سیستم از طریق یک پدیده گرانشی و شرایط فضایی خاص به نام میکرولنز کشف شد. این سیستم کوتوله سفید حدود 4200 سال نوری از ما فاصله دارد. در فاصله حدود 26100 سال نوری، در همان خط دید زمین، یک ستاره بزرگ و درخشان به طور موقت خود را در یک راستا قرار داده است.
هنگامی که نور ستاره ای دور از کوتوله سفید عبور می کند، مسیر آن توسط میدان گرانشی کج می شود و باعث ایجاد یک اثر بزرگنمایی می شود. کوتوله سفید در طول این رویداد تقریباً با ستاره پس‌زمینه هم‌تراز بود و باعث شد تا درخشندگی آن بیش از 1000 برابر شود. برای این رویدادهای بزرگنمایی بسیار نادر، ماهواره ای به کوچکی یک سیاره زمین مانند می تواند به طور چشمگیری بر الگوی بزرگنمایی تأثیر بگذارد.”
این به محققان این امکان را داد که نه تنها جرم و فاصله مداری سیاره زمین مانند، بلکه حضور یک کوتوله قهوه ای را که به دور کوتوله سفید می چرخد، تعیین کنند. جرم این جرم حدود 30 برابر مشتری است و در واقع چیزی بین یک ستاره و یک سیاره است، به اندازه‌ای بزرگ است که دوتریوم را در هسته‌اش همجوشی کند، اما آنقدر بزرگ نیست که هیدروژن را همجوشی کند.
جرم کوتوله سفید تقریباً نیمی از جرم خورشید است، که نشان می‌دهد احتمالاً در ابتدا، قبل از پرتاب شدن مواد، نزدیک به جرم خورشید بوده است. فاصله فعلی بین سیاره زمین مانند و کوتوله سفید نشان می دهد که این سیاره زمانی در فاصله ای مشابه با فاصله زمین از خورشید قرار داشته است. یک واحد نجومی، و سپس از مرگ ستاره حذف شد.
ژانگ به آرامی گفت: «مدار فعلی سیاره 2.1 واحد نجومی دقیقاً همان جایی است که انتظار می‌رود زمین پس از تبدیل شدن خورشید به یک کوتوله سفید باشد. بنابراین، یافته‌های ما نشان می‌دهد که برخی از مدل‌هایی که پیش‌بینی می‌کنند زمین نمی‌تواند زنده بماند، ممکن است بیش از حد تخمین زده شوند، در نهایت زمین ممکن است مانند سیستم کشف‌شده ما از بلعیده شدن اجتناب کند.
با ورود خورشید به فاز غول سرخ خود، حیات روی زمین یا به طور کامل نابود می شود یا به شدت تغییر می کند. خورشید به تدریج گرم و روشن تر می شود. اگرچه در حال حاضر چندان احساس نمی شود، اما در حدود یک میلیارد سال دیگر آنقدر داغ خواهد بود که تمام آب روی زمین تبخیر می شود. بقیه جهان به شدت غیرقابل سکونت خواهد بود. اما شاید تا آن زمان راهی برای زندگی در جاهای دیگر پیدا کرده باشیم.
ژانگ گفت: زمانی که خورشید به غول سرخ تبدیل شود، منطقه قابل سکونت در مدار مشتری و زحل حرکت می کند و بسیاری از این قمرها به سیاره های اقیانوسی تبدیل می شوند. سپس فکر می کنم بشریت می تواند به آنجا مهاجرت کند.»
تحقیقات این تیم در مجله Nature Astronomy منتشر شده است.
