اما این دیسکها همیشگی نیستند. در نهایت، انرژی تابشی ستاره با فرآیندی به نام تبخیر نوری (photoevaporation) باعث پراکندگی این دیسکها میشود، بخشی از مواد در سیارات جای میگیرند و روند سیارهسازی پایان میپذیرد.
انتظار میرود همهی ستارگان جوان دارای دیسک پیشسیارهای باشند، اما همین محیطهای غبارآلود، مشاهدهی مستقیم شکلگیری سیارات را دشوار میسازند.
اخیراً ستارهشناسان یک سامانهی دوتایی را رصد کردهاند که هر یک از ستارگان آن دیسک جداگانهای دارد. ستارهی اصلی دیسک غبارآلود خود را از بین برده، در حالیکه ستارهی همدم هنوز آن را حفظ کرده است. اکنون که گرد و غبار اطراف ستارهی اصلی پاک شده، این ستاره به هدفی عالی برای تصویربرداری مستقیم از سیارات تبدیل شده است.
نتایج این پژوهش با عنوان
«کشف مستقیم یک سیارهی غولپیکر جوان در مقیاس منظومه شمسی»
در نشریه Astronomy and Astrophysics منتشر شده است. نویسندهی اصلی مقاله توماس استولکر، استادیار اخترشناسی در رصدخانه لایدن دانشگاه لایدن در هلند است.
این سامانهی دوتایی HD 135344 AB نام دارد و حدود ۴۴۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. ستارههای A و B هر دو جوان هستند و در فاصلهای دور از یکدیگر میگردند؛ موضوعی که نشان میدهد دیسکهای پیشسیارهای آنها بهطور جداگانه تکامل یافتهاند.
ستارهی اصلی از نوع طیفی A (در رشتهی اصلی)، و ستارهی دوم از نوع F است.
نکتهی کلیدی این سامانه آن است که ستارهی اصلی دیسک خود را از دست داده، در حالیکه ستارهی دوم هنوز در حال ساختن سیارات است.
برای دههها، توجهها بیشتر بر روی ستارهی دوم متمرکز بوده چون هنوز دیسک فعالی دارد. مشاهدات ساختارهایی چون حفره مرکزی در دیسک، بازوهای مارپیچی و سایهاندازی متغیر را آشکار کردهاند؛ نشانههایی از تعامل میان سیارهها و دیسک، هرچند سیارات واقعی به دلیل گرد و غبار غلیظ قابل مشاهده نبودند.
در مقابل، ستارهی اصلی فاقد دیسک به نظر میرسید و کمتر مورد توجه قرار گرفته بود. اما نبود گرد و غبار آن را به گزینهای مناسب برای جستجوی سیارات فراخورشیدی تبدیل کرده است.
در این مطالعهی جدید، تیم پژوهشی با استفاده از تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) و ابزار SPHERE، توانستند تصویری مستقیم از سیارهای که به دور ستارهی HD ۱۳۵۳۴۴ A میگردد ثبت کنند. این کشف پس از چهار سال رصد اختصاصی با ابزارهای پیشرفته حاصل شد.
استولکر در یک بیانیهی خبری گفت:
«ستاره A هرگز بهطور جدی بررسی نشده بود چون دیسکی نداشت. ما کنجکاو بودیم ببینیم آیا قبلاً سیارهای تشکیل داده است یا نه. و حالا، پس از چهار سال اندازهگیری دقیق و کمی خوششانسی، پاسخ مثبت است.»
تصاویر ثبتشده از HD ۱۳۵۳۴۴ Ab توسط تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) و ابزار SPHERE آن. چهار تصویر از طریق ابزار تصویربرداری دوگانه فروسرخ و طیفنگار (IRDIS) و دو تصویر دیگر از طیفنگار میدان یکپارچه (IFS) بهدست آمدهاند. سیاره در جهت غربی (یعنی سمت راست تصویر) دیده میشود.
(منبع: VLT/SPHERE؛ استولکر و همکاران، ۲۰۲۵، نشریه Astronomy & Astrophysics)
سیارهی HD 135344 Ab، یک سیارهی جوان با جرمی حدود ۱۰ برابر مشتری است. این سیاره در فاصلهی ۱۵ تا ۲۰ واحد نجومی از ستارهی خود قرار دارد و نوع طیفی آن «L میانی» است؛ یعنی بین یک کوتولهی قهوهای و سیارهی گازی قرار میگیرد. سن آن کمتر از ۱۲ میلیون سال است و به همین دلیل، یکی از جوانترین سیاراتی است که تاکنون بهطور مستقیم تصویربرداری شدهاند.
واقعیت اینکه ستارهی اصلی فرآیند سیارهسازی را پشت سر گذاشته، در حالیکه ستارهی دوم هنوز درگیر آن است، نشان میدهد که ستارگان دوتایی میتوانند چرخههای متفاوتی در شکلگیری سیارات و طول عمر دیسکهایشان داشته باشند.
در ابتدا مشخص نبود که جرم مشاهدهشده یک سیاره است یا یک ستاره. اما تلسکوپ VLT ابزاری قدرتمند و منعطف است. این تلسکوپ شامل چهار ابزار بزرگ و یکسان است که میتوان آنها را به صورت یک تداخلسنج بهکار برد و همچنین دارای چهار تلسکوپ کمکی کوچکتر و متحرک است.
این ویژگیها به تیم پژوهشی اجازه داد تا مکان سیاره را با دقت بالا نقشهبرداری کنند. با گذشت زمان، مشاهده شد که این جرم آسمانی با ستارهاش همراه حرکت میکند، که تأیید کرد آنچه دیدهاند واقعاً یک سیاره است.
(منبع: استولکر و همکاران، ۲۰۲۵، نشریه Astronomy & Astrophysics)
استولکر میگوید:
«ما خوششانس بودیم، چون زاویهی میان سیاره و ستاره اکنون آنقدر کم شده که SPHERE به سختی قادر به شناسایی آن است.»
تصویربرداری از سیارات فراخورشیدی کاری بسیار دشوار است. بیشتر کشفیات از دادههای غیرمستقیم بهدست میآیند و تصاویر هنری آنها فقط بازنماییهایی از دادهها هستند. اما تصاویر مربوط به HD ۱۳۵۳۴۴ Ab تصاویر واقعیاند، نه شبیهسازی شده—هرچند جزئیات سطحی را نشان نمیدهند.
پژوهشگران میگویند این سیاره احتمالاً نزدیک به “خط برف” منظومهاش شکل گرفته است—منطقهای کلیدی برای تشکیل سیارات غولپیکر. در این ناحیه، موادی چون آب، آمونیاک و متان در حالت جامدند، که باعث میشود ذرات گرد و غبار راحتتر بههم بچسبند و به سیاره تبدیل شوند.
تشخیص اینکه سیاره واقعاً متعلق به منظومه است و یک ستارهی زمینهای نیست، کار دشواری بود؛ مشکلی رایج در تصویربرداری مستقیم. دادههای آسترومتری مأموریت Gaia در اینجا نقش مهمی ایفا کردند.
نویسندگان مینویسند:
«این پژوهش نشان میدهد که اندازهگیریهای بسیار دقیق موقعیت ستارگان چقدر برای تفکیک حرکت مداری از حرکت پسزمینه در ناحیهای با ستارگان متحرک اهمیت دارد.»
البته شانس هم دخیل بود.
در پایان مقاله آمده:
«کشف HD ۱۳۵۳۴۴ Ab تا حدی بهخاطر زاویهی مناسب مداری آن در زمان رصد ممکن شد. در ۱۰ تا ۲۰ سال آینده، جدایی زاویهای آن با ستارهاش به حدود ۱۰ تا ۳۵ میلیثانیه قوس کاهش مییابد، که در این صورت، SPHERE قادر به شناسایی آن نخواهد بود.»
مطالعات تصویربرداری مستقیم نشان میدهد که سیارات غولپیکر مانند این، در فواصل بیش از ۲۰ واحد نجومی بسیار نادر هستند. انتظار میرود با انتشار چهارمین مجموعه دادههای مأموریت Gaia در سال ۲۰۲۶، شناسایی این سیارات در فواصل نزدیکتر افزایش یابد. این دادهها جهتدهندهی تلاشها برای تصویربرداری مستقیم بیشتر خواهند بود.
پژوهشگران مینویسند:
«HD ۱۳۵۳۴۴ Ab ممکن است متعلق به جمعیتی از سیارات غولپیکر باشد که در نزدیکی خط برف شکل گرفتهاند.»
«شناسایی این سیارات دشوار بوده، چون بیشتر بررسیها و روشهای رصدی برای چنین فواصل کوچکی طراحی نشدهاند.»
اگر چنین جمعیتی از سیارات جوان و غولپیکر وجود داشته باشد، اخترشناسان فراخورشیدی علاقهمند خواهند بود آنها را شناسایی و بررسی کنند.
مشاهدهی این اجرام، فرصتهایی بینظیر برای شناخت فرآیندهای شکلگیری سیارات غولپیکر فراهم میکند.
گام بعدی، مطالعهی دقیقتر این سیارات است.
تلسکوپ فوقالعاده بزرگ اروپا (ELT) که قرار است در سال ۱۴۰۸ آغاز به کار کند، توانایی چنین مطالعاتی را خواهد داشت و اطلاعات بیشتری دربارهی ترکیب، ساختار و نحوهی شکلگیری این سیارات آشکار خواهد کرد.
