کشف جدید «جیمز وب» از منظومه‌سازی سیارات فراخورشیدی
تلسکوپ فضایی «جیمز وب» دریافت که سیارات فراخورشیدی غول‌پیکر و تنها می‌توانند بدون ستاره مادر، دوستان سیاره‌ای خود را بسازند. این یعنی شکل‌گیری منظومه‌های سیاره‌ای منحصر به ستارگان نیست، بلکه ممکن است در اطراف جهان‌های تنها و بی‌ستاره نیز رخ دهد.
باور رایج ما در مورد سیاراتی که به دور یک ستاره مرکزی می‌چرخند که به دلیل طرح دیده شده در منظومه شمسی بسیار آشناست، می‌تواند به طور غیر قابل بازگشتی توسط تحقیقات جدیدی که نشان می‌دهد سیارات غول‌پیکر و شناور می‌توانند منظومه‌های سیاره‌ای خاص خود را تشکیل دهند، در هم بشکند. اگر این موضوع درست باشد، این بدان معناست که منظومه‌های سیاره‌ای ممکن است بدون ستاره مادر نیز وجود داشته باشند.
به نقل از اسپیس، این منظومه‌های سیاره‌ای سرکش همچنین بسیار کوچکتر از منظومه شمسی خواهند بود و تنها کسری از جرم کل همسایه‌های کیهانی ما را دارند.
این یافته زمانی به دست آمد که گروهی از محققان از تلسکوپ فضایی «جیمز وب»(JWST) برای بررسی اجرام جوان و منزوی در فضا استفاده کردند که گمان می‌رود بین پنج تا ده برابر مشتری جرم داشته باشند. این اجرام برخلاف سیارات منظومه شمسی به هیچ ستاره‌ای وابسته نبودند و بنابراین در جهان به صورت آزادانه شناور بودند.
این اجرام می‌توانند به همان روشی که ستاره‌ها از ابرهای در حال فروپاشی گاز و غبار تشکیل می‌شوند، شکل گرفته باشند، از این رو ماهیت منزوی دارند. با این حال، برخلاف ستاره‌ها، اجرام سیاره‌ای شناور آزاد نتوانسته‌اند جرم کافی برای شروع همجوشی هسته‌ای در هسته‌های خود را جمع‌آوری کنند (فرآیندی که ستاره را تعریف می‌کند). این امر آنها را شبیه به کوتوله‌های قهوه‌ای یا به اصطلاح «ستاره شکست‌خورده»، اما با جرم‌های کمتر می‌کند. کوتوله‌های قهوه‌ای جرم‌هایی دارند که از ۱۳ تا ۸۰ برابر جرم مشتری متغیر است.
از طرف دیگر، اعتقاد بر این است که برخی از سیارات شناور آزاد در اطراف ستارگان از قرص‌های کلاسیک و چرخان گاز و غبار به نام «دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای» تشکیل شده‌اند. سپس آنها توسط برهمکنش‌های گرانشی با سیارات خواهر و برادر خود و حتی با ستاره‌های در حال عبور از منظومه‌های خود به بیرون پرتاب شده‌اند.
بلیندا دیمین(Belinda Damian)، نویسنده اصلی این تحقیق و دانشمند دانشگاه سنت اندروز(St. Andrews) در بیانیه‌ای گفت: این اکتشافات نشان می‌دهد که بلوک‌های سازنده برای تشکیل سیارات را می‌توان حتی در اطراف اجرامی که به سختی بزرگتر از مشتری هستند و به تنهایی در فضا شناورند نیز یافت. این بدان معناست که تشکیل منظومه‌های سیاره‌ای منحصر به ستارگان نیست، بلکه ممکن است در اطراف جهان‌های تنها و بی‌ستاره نیز رخ دهد.
سیارات شناور آزاد که گمان می‌رود کم‌جرم‌ترین اجرامی باشند که می‌توانند از ابرهای گاز و غبار منزوی تشکیل شوند، به دلیل این واقعیت که نور بسیار کمی از خود ساطع می‌کنند، به سختی قابل مشاهده و مطالعه هستند، اما تابش الکترومغناطیسی که سیارات شناور آزاد ساطع می‌کنند، عمدتاً در طیف نور فروسرخ است،یعنی همان طول موج نوری که «جیمز وب» به آن حساس است.
بدین ترتیب، محققان با این تلسکوپ فضایی قدرتمند توانستند هشت سیاره جوان و شناور آزاد را بررسی کنند.
مشاهدات انجام شده بین اوت تا اکتبر 2024، ویژگی‌های دقیقی از این اجرام را نشان داد که نشان می‌دهد جرم آنها در حدود جرم مشتری است. شش سیاره شناور آزاد، انتشار فروسرخ گسترده‌ای را نشان دادند که توسط گرد و غبار گرم بلافاصله در اطراف آنها ایجاد شده است. این نشان دهنده دیسک‌های اطراف گاز و غبار بود، نوعی ساختار که در اطراف ستاره‌های نوزاد جمع می‌شوند تا سیارات را تولید کنند.
حتی هیجان‌انگیزتر از این، تشخیص دانه‌های سیلیکات در این دیسک‌ها بود. این نشانه اولیه‌ای از تجمع و تبلور گرد و غبار است و به نوبه خود، اولین مرحله در تشکیل سیارات سنگی مانند زمین است.
پیش از این، ردپای سیلیکات‌ها در اطراف ستاره‌ها و حتی کوتوله‌های قهوه‌ای دیده شده بود، اما این اولین بار است که این ردپاها در اطراف سیارات شناور آزاد که بسیار کوچکتر هستند، یافت می‌شود.
یافته‌های این تیم، تحقیقات قبلی را که نشان می‌داد دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای که در اطراف سیارات شناور آزاد تشکیل می‌شوند، می‌توانند برای چندین میلیون سال دوام بیاورند، تأیید می‌کند. این مدت زمان به اندازه کافی طولانی است که به سیارات اجازه تشکیل دهد.
الکس شولتز(Aleks Scholz) رهبر تیم و ستاره‌شناس دانشگاه «سنت اندروز» می‌گوید: این مطالعات روی هم رفته نشان می‌دهد که اجرامی با جرم‌های قابل مقایسه با سیارات غول‌پیکر، پتانسیل تشکیل منظومه‌های سیاره‌ای مینیاتوری خود را دارند. این منظومه‌ها می‌توانند مانند منظومه شمسی باشند، فقط 100 برابر یا بیشتر از نظر جرم و اندازه کوچکتر شده‌اند.
با اثبات احتمال وجود این منظومه‌های کوچک سیاره‌ای بدون ستاره و شناسایی نشانه‌های اولیه شکل‌گیری آنها، گام بعدی اخترشناسان، شناسایی چنین منظومه‌هایی خواهد بود.
شولز در پایان می‌گوید: اینکه آیا چنین منظومه‌هایی واقعاً وجود دارند یا خیر، هنوز مشخص نشده است.
تحقیقات این تیم در مجله Astronomical منتشر شده است.
