اخترشناسان موفق شدهاند بقایای شیمیایی یک سیاره را کشف کنند که توسط ستاره مرده خود بلعیده شده است. این کشف تصویری نگرانکننده از آیندهای احتمالی ارائه میدهد؛ آیندهای که شاید روزی برای زمین نیز رقم بخورد، زمانی که خورشید به پایان عمر خود برسد. این یافتهها بهنوعی پیشنمایشی از سرنوشت نهایی سیارات در منظومههای ستارهای محسوب میشوند و نشان میدهند که مرگ ستارهها میتواند چه پیامدهای ویرانگری برای سیارات همراهشان داشته باشد. پژوهشگران با بررسی این پدیده توانستهاند نگاهی عمیقتر به تعامل میان ستارههای در حال مرگ و سیارات اطرافشان داشته باشند.
دانشمندان این کشف را با استفاده از رصدخانه W. M. Keck انجام دادند و ستارهای به نام LSPM J0207+3331 را در صورت فلکی مثلث (Triangulum) مورد بررسی قرار دادند. این ستاره که در حدود ۱۴۵ سال نوری از زمین فاصله دارد، یک کوتوله سفید است؛ یعنی هسته باقیمانده یک ستاره که پس از پایان سوخت هستهای خود به این مرحله رسیده است. کوتولههای سفید معمولاً از عناصر سبک تشکیل شدهاند، اما در این مورد خاص، نشانههایی غیرعادی در جو آن دیده شد که توجه دانشمندان را به خود جلب کرد.
در جو این کوتوله سفید که عمدتاً از هیدروژن تشکیل شده است، آثار ۱۳ عنصر سنگین شناسایی شد. این عناصر شامل آهن، نیکل و منیزیم بودند؛ عناصری که معمولاً درون سیارات سنگی یافت میشوند و نه در جو ستارهای. نکته مهم این بود که این عناصر از خود ستاره سرچشمه نگرفته بودند، بلکه از سیارهای به جا مانده بودند که زمانی در مدار این ستاره قرار داشت اما در نهایت از هم پاشیده و بلعیده شده بود. این بیشترین تعداد عناصر سیارهای است که تاکنون در یک کوتوله سفید شناسایی شده است و از این نظر یک رکورد علمی محسوب میشود.
پژوهشگران با بررسی این دادهها به این نتیجه رسیدند که سیاره نابودشده شباهتهایی با زمین داشته است، اما در برخی ویژگیها حتی افراطیتر بوده است. این جهان از نظر ساختاری دارای هستهای بسیار متراکم و گوشتهای سنگی بوده است. برآوردها نشان میدهد که این سیاره حدود ۲۰۰ کیلومتر قطر داشته و حدود ۵۵ درصد از جرم آن در هستهاش متمرکز بوده است؛ رقمی که تقریباً دو برابر نسبت هسته به جرم زمین است. برای مقایسه، سیاره عطارد نیز هستهای بسیار بزرگ دارد که حدود ۷۰ درصد جرم آن را تشکیل میدهد.
دانشمندان همچنین معتقدند که این سیاره نسبتاً بهتازگی توسط کوتوله سفید بلعیده شده است. دلیل این فرضیه آن است که عناصر سنگین هنوز در لایههای بیرونی جو ستاره باقی ماندهاند و فرصت کافی برای فرو رفتن به لایههای داخلی ستاره را پیدا نکردهاند. در شرایط معمول، این عناصر به مرور زمان به درون ستاره سقوط میکنند، بنابراین حضور آنها در سطح نشاندهنده یک رویداد نسبتاً جدید در مقیاس کیهانی است.
اما این سیاره چگونه به سرنوشت نابودی دچار شد؟ یکی از پژوهشگران به نام جان دیبس از مؤسسه علوم تلسکوپ فضایی پیشنهاد میکند که یک اختلال گرانشی در سامانه ستارهای عامل این رویداد بوده است. به گفته او، ممکن است یک جرم آسمانی بزرگ مانند سیارهای در حد مشتری باعث برهم خوردن مدار اجرام کوچکتر شده باشد. این آشفتگی گرانشی میتواند سیارات کوچکتر را از مدار پایدار خود خارج کرده و آنها را به سمت کوتوله سفید سوق داده باشد، جایی که در نهایت توسط گرانش شدید آن از هم گسیخته و جذب شدهاند.
این یافتهها نه تنها داستانی از مرگ یک سیاره را روایت میکنند، بلکه به دانشمندان کمک میکنند ترکیب شیمیایی سیارات فراخورشیدی را بهتر درک کنند. زمانی که یک سیاره توسط ستاره خود بلعیده میشود، عناصر تشکیلدهنده آن در جو ستاره باقی میمانند و مانند یک «اثر انگشت شیمیایی» قابل شناسایی هستند. با تحلیل این آثار، میتوان اطلاعاتی درباره ساختار داخلی و ترکیب سیاراتی به دست آورد که هرگز امکان مشاهده مستقیم آنها وجود ندارد.
در نهایت، این کشف تصویری هشداردهنده از آینده احتمالی زمین نیز ارائه میدهد. خورشید ما نیز در میلیاردها سال آینده به مرحلهای مشابه کوتوله سفید خواهد رسید و در این فرآیند، تغییرات عظیمی در منظومه شمسی رخ خواهد داد. اگرچه زمین احتمالاً پیش از آن نیز در اثر گسترش خورشید و تبدیل آن به غول سرخ دچار تغییرات شدید خواهد شد، اما در نهایت این مطالعه نشان میدهد که سرنوشت بسیاری از سیارات میتواند بلعیده شدن توسط ستاره مادرشان باشد. این پژوهش یادآور این نکته است که حتی جهانهای پایدار نیز در مقیاسهای زمانی کیهانی، سرانجامی شکننده و گذرا دارند.
