هرچه ستارهها پیرتر میشوند، بزرگتر و منبسطتر میگردند. این فرایند که بخشی طبیعی از تکامل ستارههاست، خبری بد برای سیاراتی است که در مدارهای نزدیک به ستارهی خود میچرخند. طبق پژوهشی تازه که در ماه جاری در نشریهی Monthly Notices of the Royal Astronomical Society منتشر شده است، سیاراتی که فاصلهی اندکی از ستارهی مادر خود دارند – بهویژه آنهایی که تنها در ۱۲ روز یا کمتر مدار خود را کامل میکنند – در معرض خطر جدی نابودی توسط خورشیدهای سالخوردهی خود هستند.
اینکه ستارهای در حال مرگ میتواند سیارات پیرامونش را در خود فرو ببرد یا نابود کند، ایدهی جدیدی نیست؛ اما تاکنون بررسیهای جامع و آماری دربارهی چگونگی وقوع این پدیده و زمان دقیق آن در چرخهی عمر ستارهها اندک بوده است. پژوهش تازه با بررسی بیش از ۴۰۰ هزار ستاره در مرحلهی پس از رشتهی اصلی (post-main sequence) تلاش کرده تا ببیند آیا کاهش محسوسی در تعداد سیارات اطراف این ستارههای کهنسال وجود دارد یا نه — و پاسخ، مثبت بود.
با استفاده از دادههای تلسکوپ فضایی TESS (ماهوارهی نقشهبرداری از سیارات فراخورشیدی گذران)، پژوهشگران موفق شدند ۱۳۰ سیارهی نزدیک به ستارههای خود را شناسایی کنند؛ از این میان، ۳۳ مورد سیارات نامزد جدیدی هستند که پیشتر ناشناخته بودند.
نتایج نشان داد که غولهای گازی که به ستارههای پیر نزدیکاند، با بسامدی حدود ۰.۲۸ درصد در نمونهی بررسیشده دیده میشوند. برای ستارههایی که تازه وارد مرحلهی پس از رشتهی اصلی شدهاند، این نرخ حدود ۰.۳۵ درصد است، اما در مورد قدیمیترین ستارهها که به مرحلهی غول سرخ (Red Giant) رسیدهاند، این عدد به حدود ۰.۱۱ درصد کاهش مییابد. به بیان دیگر، هرچه ستاره پیرتر میشود، سیارات نزدیکتر یکییکی نابود میشوند.
ادوارد برانت (Edward Brant)، نویسندهی اصلی پژوهش از دانشگاه کالج لندن و دانشگاه وارویک، میگوید:
«این یافتهها شواهدی قوی بهدست میدهد که با خروج ستارهها از مرحلهی رشتهی اصلی، آنها میتوانند خیلی سریع باعث شوند سیارات نزدیک در مدارشان فرو روند و از بین بروند. این موضوع سالها محل بحث و نظریهپردازی بود، اما اکنون ما میتوانیم تأثیر مستقیم آن را ببینیم و در مقیاس جمعیت بزرگی از ستارهها اندازهگیری کنیم.»
او در ادامه افزود:
«ما انتظار دیدن چنین اثری را داشتیم، اما از اینکه ستارهها تا این حد در بلعیدن سیارات نزدیک خود کارآمد و بیرحم هستند، شگفتزده شدیم.»
بر اساس دادهها، هرچه دورهی چرخش مداری یک سیاره کوتاهتر باشد، احتمال نابودیاش بیشتر است. علت این مسئله به نیروهای جزر و مدی میان ستاره و سیاره بازمیگردد — نیروهایی شبیه همان کشش گرانشی که بین زمین و ماه وجود دارد. این نیروها بهتدریج مدار سیاره را فرسایش میدهند و موجب میشوند که سیاره در مسیر مارپیچی به درون ستاره کشیده شود تا سرانجام نابود گردد. در برخی موارد نیز همین نیروهای جزر و مدی میتوانند غولهای گازی را از هم بپاشند و آنها را تکهتکه کنند؛ سرنوشتی به همان اندازه تراژیک.
اما این یافتهها تنها دربارهی ستارگان دوردست نیستند؛ بلکه هشدار کوچکی دربارهی آیندهی خود ما نیز در خود دارند. خورشید ما نیز در حدود پنج میلیارد سال دیگر وارد مرحلهی پس از رشتهی اصلی خواهد شد.
بر اساس پیشبینیها، زمین در مقایسه با سیارات نزدیکتر به خورشید، مانند عطارد و زهره، شانس بیشتری برای بقا دارد، اما مسیر آسانی در پیش نخواهد داشت. وقتی خورشید وارد مرحلهی غول سرخ شود، شعاع آن به اندازهای گسترش مییابد که عطارد و احتمالاً زهره را کاملاً در خود فرو میبرد. در آن زمان، زمین بهدلیل گرمای شدید و تغییرات گرانشی، به جهانی خشک، سوزان و غیرقابل زیست تبدیل خواهد شد.
ونسان ون آیلن (Vincent Van Eylen)، از دانشگاه کالج لندن و از نویسندگان همکار این پژوهش، میگوید:
«زمین بدون شک از غولهای گازی مورد مطالعهی ما امنتر است، چون فاصلهی بیشتری از ستارهی خود دارد. اما ما فقط به آغاز مرحلهی پس از رشتهی اصلی نگاه کردیم — یعنی به یک تا دو میلیون سال اول این فاز. ستارهها در این بازه، تازه شروع به تغییر میکنند و مسیر تکاملی طولانیتری در پیش دارند.»
او ادامه میدهد:
«برخلاف سیاراتی که در نمونهی ما ناپدید شدهاند، ممکن است زمین بتواند از فاز غول سرخ خورشید جان سالم به در ببرد، اما زندگی روی زمین تقریباً قطعاً نابود خواهد شد.»
به گفتهی پژوهشگران، این نتایج تصویری از سرنوشت نهایی بسیاری از منظومههای سیارهای در سراسر کهکشان ارائه میدهد. بیشتر ستارگان، مانند خورشید، در نهایت وارد مرحلهای میشوند که در آن پوستهی بیرونی خود را منبسط کرده و ناپایدار میشوند. این گسترش عظیم نهتنها مدار سیارات را به هم میزند، بلکه ممکن است آنها را به کام مرگ بفرستد.
در این میان، مأموریتهای فضایی آینده میتوانند به درک دقیقتر این فرایند کمک کنند. پژوهشگران امیدوارند با آغاز مأموریت PLATO (برنامهی رصد سیارات و نوسانات ستارهای) که قرار است در اواخر سال ۲۰۲۶ توسط آژانس فضایی اروپا پرتاب شود، بتوانند ستارههایی حتی پیرتر از نمونههای بررسیشده توسط TESS را مطالعه کنند. دادههای PLATO قرار است دقتی بیسابقه در کشف و تحلیل سیارات فراخورشیدی داشته باشد و تصویر روشنتری از «مرگ سیارات» در برابر ستارگان سالخورده بهدست دهد.
به بیان دیگر، این پژوهش تنها نگاهی به حال نیست، بلکه پنجرهای به آیندهی دور منظومهی شمسی ماست. سرنوشت نهایی زمین، مریخ، و دیگر سیارات شاید میلیاردها سال با امروز فاصله داشته باشد، اما روندهایی که اکنون در کهکشانهای دور در حال وقوعاند، نمونهای از آن چیزیاند که روزی برای خورشید و سیاراتش نیز رخ خواهد داد.
شاید بتوان گفت کیهان در سکوت خود، چرخهای تکرارشونده دارد: ستارهها متولد میشوند، درخشان میشوند، سیارات را پرورش میدهند و در پایان، همان فرزندان خود را میبلعند. و در این میان، علم هر روز بیش از پیش میآموزد که حتی در عظمت و شکوه ستارگان نیز نشانی از مرگ نهفته است.
