نخستین نمونههای این اجرام در سال ۲۰۰۰ میلادی توسط گروههایی در تلسکوپ فروسرخ بریتانیا (UKIRT) و رصدخانه کِک (Keck Observatory) شناسایی شدند، هرچند پیشتر نیز نشانههایی از وجود چنین اجرامی دیده شده بود که در آن زمان تأیید نشد. از آن زمان تاکنون، پژوهشها نشان دادهاند که این سیارات ممکن است حتی بیش از سیاراتی که به دور ستارهها میچرخند در جهان وجود داشته باشند — برآوردها حاکی از آن است که شاید تنها در کهکشان راهشیری، حدود ۴ تریلیون سیارهٔ سرگردان وجود داشته باشد!
همانگونه که از نامشان برمیآید، سیارات سرگردان به هیچ منظومهٔ ستارهای وابسته نیستند. آنها یا در نتیجهٔ فرآیندهای پویای منظومهٔ خود به بیرون پرتاب شدهاند، یا اینکه بهصورت مستقل از گاز و غبار میانستارهای (ISM) شکل گرفتهاند. بر اساس پژوهش جدیدی که توسط یک تیم بینالمللی از اخترشناسان انجام شده، به نظر میرسد فرضیهٔ دوم درست باشد: یعنی برخی از این سیارات واقعاً در فضا و بدون نیاز به ستارهای مادر شکل میگیرند.
این تیم با استفاده از تلسکوپ بسیار بزرگ سازمان رصد جنوبی اروپا (ESO’s Very Large Telescope – VLT) سیارهای سرگردان را در فاصلهٔ حدود ۶۲۰ سال نوری از زمین در صورت فلکی آفتابپرست (Chamaeleon) رصد کردند؛ سیارهای که هنوز در حال شکلگیری است. افزون بر این، این جرم چندین برابر بزرگتر از مشتری است و با نرخی شگفتانگیز همچنان در حال رشد میباشد.
این پژوهش را ویکتور آلمندروس-آباد (Víctor Almendros-Abad)، اخترشناس رصدخانهٔ نجومی پالرمو و مؤسسهٔ ملی اخترفیزیک ایتالیا (INAF) هدایت کرده است. سایر اعضای گروه از مؤسسات مختلفی در سراسر جهان بودهاند، از جمله: مؤسسهٔ اخترفیزیک و علوم فضایی دانشگاه لیسبون، مؤسسهٔ مطالعات پیشرفتهٔ دوبلین، کالج دانشگاهی دوبلین (UCD)، آزمایشگاه علوم فضایی مولارد، سازمان ESO، و چندین دانشگاه دیگر. نتایج این تحقیق در ۲۹ اوت در نشریهی Astrophysical Journal Letters منتشر شد.
پژوهش در زمینهٔ سیارات سرگردان در سالهای اخیر بهواسطهٔ پیشرفت ابزارها و روشهای نوین بهطور چشمگیری رشد کرده است. این پیشرفتها به اخترشناسان کمک کرده تا درک دقیقتری از فراوانی و ویژگیهای این اجرام بیستاره به دست آورند. برخی مطالعات حتی نشان میدهند که این سیارات میتوانند دارای قرصهای پیرامونی و قمرهایی باشند که خود سامانههای کوچکی تشکیل میدهند. اگر این قمرها شرایط مناسبی داشته باشند، ممکن است حتی قابلیت پشتیبانی از حیات را نیز داشته باشند — همانند آنچه دانشمندان دربارهٔ اروپا، انسلادوس و تیتان در منظومهٔ شمسی گمان میبرند.
در بازهٔ زمانی آوریل تا مه، تیم پژوهشی سیارهٔ سرگردان موسوم به Cha 1107-7626 را با استفاده از طیفنگار X-shooter بر روی تلسکوپ VLT مورد بررسی قرار داد. سپس این دادهها با مشاهدات ابزارهای NIRSpec و MIRI روی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) و دادههای آرشیوی از طیفنگار SINFONI تلسکوپ VLT ترکیب شدند. نتایج این تحلیل نشان داد که جرم Cha 1107-7626 بین ۵ تا ۱۰ برابر جرم مشتری است و هنوز از قرصی از گاز و غبار پیرامون خود تغذیه میکند.
اما نکتهٔ شگفتانگیز این بود که این فرآیند جذب ماده یا «افزایش جرم» پیوسته و یکنواخت نبود. در ماه اوت، اخترشناسان متوجه شدند که نرخ جذب ماده در این سیاره حدود هشت برابر افزایش یافته و به حدود شش میلیارد تُن در هر ثانیه رسیده است! چنین نرخی از رشد تاکنون در هیچ سیارهٔ سرگردان یا حتی در سیاراتی که به دور ستارهها میچرخند، مشاهده نشده بود. آلمندروس-آباد در بیانیهای از سوی ESO گفت:
«شاید مردم سیارات را به عنوان جهانهایی آرام و پایدار تصور کنند، اما این کشف نشان میدهد که اجرام با جرم سیارهای که آزادانه در فضا شناورند، میتوانند مکانهایی پویا و هیجانانگیز باشند. این شدیدترین مرحلهٔ جذب ماده است که تاکنون برای یک جرم با جرم سیارهای ثبت شده است.»
مقایسهٔ مشاهدات پیش و پس از این «انفجار رشد» نشان داد که فعالیتهای مغناطیسی نقش مهمی در جذب ناگهانی ماده به سوی سیاره داشتهاند. افزون بر این، طیفهای بهدستآمده از قرص پیرامونی نشان دادند که ترکیب شیمیایی قرص نیز در زمان فوران تغییر کرده و میزان بخار آب افزایش یافته است. این نتایج نشان میدهد که حتی اجرام با جرم کم هم ممکن است میدانهای مغناطیسی نیرومندی داشته باشند که بتوانند فرآیندهای شدید جذب ماده را هدایت کنند — درست مانند ستارهها.
در حالی که پدیدههایی مانند فورانهای جذب ماده و تغییر ترکیب قرصها پیشتر تنها در ستارگان مشاهده شده بود، این نخستین بار است که چنین فرآیندهایی در یک سیاره ثبت میشود. این یافتهها نهتنها بیسابقهاند، بلکه میتوانند به راز چگونگی شکلگیری و منشاء سیارات سرگردان نیز روشنی ببخشند.
«این کشف، مرز میان ستاره و سیاره را محو میکند و به ما نگاهی کوتاه به نخستین مراحل شکلگیری سیارات سرگردان میدهد.» — به گفتهٔ بِلیندا دامیان، اخترشناس دانشگاه سنت اندروز. همچنین امیلیا بایو، اخترشناس ESO، افزود:
«اینکه یک جرم سیارهای بتواند مانند یک ستاره رفتار کند، شگفتانگیز است و ما را به اندیشه وامیدارد که جهانهای دیگر در مراحل آغازین خود چگونه بودهاند.»
با وجود این پیشرفتها، تشخیص سیارات سرگردان هنوز بسیار دشوار است، زیرا آنها نوری بسیار ضعیف از خود گسیل میکنند. با این حال، نسل جدید تلسکوپها میتواند انقلابی در کشف این اجرام بهوجود آورد؛ درست همانطور که در دههٔ گذشته، کشف سیارات فراخورشیدی با جهشی بزرگ روبهرو شد. از جمله این ابزارهای جدید میتوان به تلسکوپ بسیار بزرگ (ELT) متعلق به ESO اشاره کرد که اکنون در شمال شیلی در حال ساخت است، و نیز تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن (Nancy Grace Roman Space Telescope). این رصدخانهها با بهرهگیری از اپتیک تطبیقی، طیفسنجهای فوقدقیق و تاجنگارها (coronagraphs) قادر خواهند بود صدها تا هزاران سیارهٔ آزادشناور را در کهکشان راهشیری شناسایی کنند.
به بیان دیگر، اخترشناسی در آستانهٔ دورانی تازه قرار گرفته است؛ دورانی که در آن درک ما از پیدایش جهانها و مرز میان ستاره و سیاره بازتعریف خواهد شد. سیارهٔ سرگردان Cha 1107-7626 شاید تنها نمونهای از میلیونها جرم مشابه در کیهان باشد — اما همین نمونه به ما یادآوری میکند که حتی در دل تاریکی میانستارهای، حیات و پویایی کیهانی همچنان ادامه دارد.
