کشف جوان‌ترین سیاره کیهان، نظریه‌های شکل‌گیری سیارات را به چالش کشید

محققان سیاره‌ای جوان به نام TIDYE-1b را کشف کرده‌اند که تنها 3 میلیون سال سن دارد و با سرعت زیادی به دور ستاره خود می‌گردد. این کشف با نظریه‌های قدیمی درباره تکامل سیارات در تضاد است و مسیر جدیدی برای تحقیقات آینده درباره شکل‌گیری سیارات و تحلیل جو آن‌ها باز می‌کند.

محققان دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل به یک کشف علمی مهم دست یافته‌اند: سیاره‌ای به نام TIDYE-1b که تخمین زده می‌شود فقط 3 میلیون سال عمر داشته باشد. برای مقایسه، بد نیست بدانید که عمر کیهان را به اندازه عمر یک انسان تصور کنیم، این کشف همچون یافتن یک نوزاد دو هفته‌ای است! این سیاره شگفت‌انگیز، نظریه‌های موجود درباره سرعت شکل‌گیری سیارات را به چالش می‌کشد. در حالی که گفته می‌شود زمین برای شکل‌گیری به 10 تا 20 میلیون سال زمان نیاز داشت، TIDYE-1b تنها در 3 میلیون سال شکل گرفته است و هر هفته یک بار به دور ستاره خود می‌چرخد!

این کشف نگاهی بی‌سابقه به مراحل اولیه شکل‌گیری سیارات ارائه داده و معیاری جدید برای شناسایی و مطالعه سیارات جوان ایجاد می‌کند. همچنین این کشف گامی مهم در درک چگونگی توسعه سامانه‌های سیاره‌ای فراتر از سامانه خورشیدی ما محسوب می‌شود.

مادیسون باربر (Madyson Barber)، نویسنده اصلی این مطالعه و پژوهشگر در گروه فیزیک و نجوم دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل در مورد این کشف می‌گوید:

ستاره‌شناسی به ما کمک می‌کند جایگاه خود در جهان را کشف کنیم؛ اینکه از کجا آمده‌ایم و ممکن است به کجا برویم. کشف سیاراتی مانند این، به ما امکان می‌دهند تا به گذشته نگاه کنیم و لحظه‌هایی از شکل‌گیری سیارات را همان‌طور که در حال رخ دادن هستند، مشاهده کنیم.

دستاوردهایی از یک سامانه سیاره‌ای جوان

تیمی از محققان با هدف بررسی چگونگی شکل‌گیری و تکامل سیارات، تمرکز خود را بر شناسایی سیارات در مراحل مختلف این فرآیند قرار داده‌اند. TIDYE-1b، جوان‌ترین سیاره عبوری شناخته شده، پنجره‌ای منحصر به فرد به محیط یک سامانه سیاره‌ای در حال شکل‌گیری باز می‌کند. این کشف، تفاوت‌های بالقوه بین سامانه خورشیدی ما و سامانه‌هایی که میزبان سیارات غول‌پیکر نزدیک به ستاره، مانند TIDYE-1b، هستند را روشن کرده و زمینه‌ای وسیع‌تر برای درک همسایگان کیهانی ما ارائه می‌دهد.

این کشف ارزشمند راه‌های تازه‌ای را برای تحقیقات علمی پیش رو باز می‌کند، چرا که این سیاره جوان که هنوز در داخل دیسک زادگاه خود، یعنی حلقه‌ای از مواد و گازهای باقی مانده از فرآیند تشکیل ستاره جای گرفته است، فرصتی بی‌نظیر به دانشمندان می‌دهد تا شکل‌گیری و تکامل آن را با دقت بیشتری مطالعه کنند. این وضعیت به محققان امکان می‌دهد تا فرآیندهای پیچیده‌ای را که در این مراحل ابتدایی برای یک سیاره رخ می‌دهد، به طور مستقیم مشاهده و بررسی کنند.

در ادامه این تحقیقات، دانشمندان تلاش خواهند کرد تا بفهمند که جو این سیاره جوان چه تفاوت‌ها یا شباهت‌هایی با مواد موجود در دیسک اطراف آن دارد. این مقایسه می‌تواند اطلاعات بسیار مهمی درباره سیر تکاملی این سیاره و چگونگی حرکت آن به سمت مداری نزدیک‌تر و فشرده‌تر به ستاره میزبانش ارائه دهد. به علاوه، پژوهشگران بررسی خواهند کرد که آیا این سیاره همچنان در حال جذب و اضافه کردن مواد جدید به ساختار خود است یا خیر.

یکی دیگر از جنبه‌های مهم این مطالعات، ارزیابی تأثیرات ستاره میزبان بر این سیاره است. دانشمندان به دنبال کشف این مسئله هستند که آیا این تأثیرات باعث از دست رفتن لایه‌های بالایی جو سیاره شده یا خواهد شد. این بررسی‌ها نه تنها به ما کمک می‌کنند تا بهتر بفهمیم که TIDYE-1b در چه مرحله‌ای از رشد و تکامل قرار دارد، بلکه سرنخ‌هایی کلیدی در مورد فرآیند شکل‌گیری و پایداری سیارات در محیط‌های مشابه در کهکشان ارائه خواهد داد.

تغییری شگفت‌انگیز در مدل‌های هم‌راستایی و شکل‌گیری سیارات

اندرو مان (Andrew Mann)، محقق ارشد آزمایشگاه جهانی‌های جوان و استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه کارولینای شمالی در چپل هیل چنین توضیح داده است که:

سیارات معمولاً از یک دیسک تخت از غبار و گاز شکل می‌گیرند، به همین دلیل است که سیارات در سامانه خورشیدی ما به صورت یک چینش تخت مانند یک “پنکیک” هم‌راستا شده‌اند. اما در اینجا، دیسک کج بوده و با سیاره و ستاره میزبان آن ناهماهنگ است؛ پدیده‌ای شگفت‌انگیز که درک فعلی ما از نحوه شکل‌گیری سیارات را به چالش می‌کشد.

شایان ذکر است که روش به کار گرفته شده برای کشف این سیاره، ارزش و اهمیت این یافته علمی را به طور چشمگیری افزایش داده است. در حالت عادی، مشاهده و شناسایی سیاراتی که در لبه سامانه‌های خورشیدی بسیار جوان قرار دارند، به دلیل وجود تداخل‌های شدید ناشی از دیسک اطراف ستاره میزبان، تقریباً غیرممکن است. اما در این مورد خاص، دیسک ستاره دارای یک حالت تاب خورده و غیرمعمول بوده است که این ویژگی خاص فرصتی نادر و ارزشمند برای مشاهده مستقیم چنین سیاره‌ای را فراهم کرده است.

برای دستیابی به این کشف، تیم تحقیقاتی از یک الگوریتم جستجوی کاملاً منحصر به فرد به نام Notch استفاده کرده است. این الگوریتم پیشرفته، داده‌های بسیار پیچیده و پرجزئیات مأموریت TESS ناسا را با دقت فوق‌العاده‌ای تجزیه و تحلیل کرده و توانسته است اطلاعات لازم برای شناسایی و تأیید وجود این سیاره را استخراج کند. روش‌های استفاده شده در این مطالعه نشان دهنده پیشرفت‌های قابل توجه در فناوری و تجزیه و تحلیل داده‌های نجومی هستند.

علاوه بر این، دسترسی این گروه تحقیقاتی به شبکه گسترده‌ای از تلسکوپ‌های متعدد در سراسر جهان، نقشی بسیار حیاتی در تأیید و صحت‌سنجی این کشف ایفا کرده است. این امکانات گسترده به محققان امکان داده است تا سیگنال اولیه شناسایی شده را با دقت بیشتری بررسی کرده و اطمینان حاصل کنند که این سیگنال به طور قطع مربوط به یک سیاره واقعی است. بدین ترتیب، فرآیند کشف و تأیید این سیاره با موفقیت کامل انجام شده و گامی مهم در مطالعه سیارات جوان برداشته شده است.