کشف سیاره فراخورشیدی با گردش معکوس؛ پدیده‌ای نادر در فضا

دانشمندان دریافته‌اند که یک دنیای دوردست، رفتاری واقعاً سرکش دارد و عملاً با ستاره میزبان خود که یک کوتوله سرخ است، سر ناسازگاری دارد.

این سیاره فراخورشیدی که با نام «GJ ۳۰۹۰ b» شناخته می‌شود و در فاصله حدود ۷۳ سال نوری از ما قرار دارد، مداری با انحراف بسیار زیاد دارد. در واقع، جهت چرخش آن در مدار، مخالف جهت چرخش ستاره مادرش است.

اگر سیاره «GJ ۳۰۹۰ b» همدمی عظیم‌الجثه داشت، چه یک سیاره غول گازی، چه یک کوتوله قهوه‌ای و چه ستاره‌ای دیگر، دانشمندان می‌توانستند این پدیده را توضیح دهند، اما چنین همدمی وجود ندارد و به نظر می‌رسد این دنیا که در سال ۲۰۲۲ کشف شد، تنها و بدون همراه است.

یان کارترت (Yann Carteret) از اعضای تیم پژوهشی و از دپارتمان نجوم دانشگاه ژنو در بیانیه‌ای گفت: در کمال تعجب ما، سیاره «GJ ۳۰۹۰ b» نه تنها مداری با انحراف شدید دارد، بلکه به صورت پس‌رونده و در جهتی مخالفِ چرخش ستاره‌اش حرکت می‌کند.

سیاره‌ها از قرص‌ها یا دیسک‌های گاز و غباری شکل می‌گیرند که ستاره‌های نوزاد را احاطه کرده‌اند. این مواد در همان جهتی می‌چرخند که ستاره جوان مرکزی می‌چرخد؛ بدین معنا که سیاراتی که ممکن است پدید آیند نیز باید در همان جهت حرکت کنند.

به همین ترتیب، سیاره‌ها باید صفحه مداری مشابهی با ستاره مادر خود داشته باشند. تفاوت در جهت‌گیریِ صفحه مداری سیاره نسبت به صفحه چرخش ستاره، «Psi» نامیده می‌شود و در نتیجه اختلالات گرانشی در مرحله شکل‌گیری سیاره به وجود می‌آید. برای مثال، مقدار «Psi» برای زمین ۷ درجه است.

کارترت می‌گوید: اندازه‌گیری زاویه Psi، سرنخ‌هایی درباره نحوه شکل‌گیری و تکامل منظومه‌های سیاره‌ای به دست می‌دهد؛ بنابراین طبیعی است که سعی کنیم این ویژگی را برای سایر منظومه‌های سیاره‌ای نیز اندازه‌گیری کنیم.

سیاره «GJ ۳۰۹۰ b» شعاعی ۲.۲ برابر و جرمی ۴.۵ برابر زمین دارد و در دسته سیارات «زیر-نپتون» (sub-Neptune) طبقه‌بندی می‌شود. سیارات زیر-نپتون از رایج‌ترین انواع سیارات در کهکشان راه شیری هستند. با این حال، هنگامی که تیم پژوهشی این سیاره فراخورشیدی را با استفاده از ابزار NIRPS در رصدخانه «لا سیا» (La Silla) بررسی کرد، مشخص شد که این سیاره ویژگی بسیار غیرمعمولی دارد که همان زاویه Psi معادل ۱۳۶ درجه آن است.

لنا پارک (Léna Parc) از دانشگاه ژنو گفت: عملکرد ابزار NIRPS در طیف فروسرخ بود که دستیابی به دقت لازم برای اندازه‌گیری زاویه میان صفحه مداری سیاره و صفحه استوایی ستاره را، آن هم برای سیاره‌ای چنین کوچک امکان‌پذیر ساخت.

این منظومه سیاره‌ای یکی از تنها پنج موردی است که تاکنون با زاویه Psi بیش از ۷۰ درجه مشاهده شده‌اند؛ اما تفاوت اصلی در اینجا است که در آن موارد دیگر، وجود یک جرم عظیم به وضوح عامل اصلی انحراف شدید مداری به نظر می‌رسد.

وینسنت بوریه (Vincent Bourrier) از دانشگاه ژنو ضمن اشاره به اینکه نبودِ یک همدمِ پرجرم برای توجیه این مدار غیرعادی، پژوهشگران را به سمت بررسی فرضیه‌های دیگر سوق می‌دهد، توضیحی برای این زاویه Psi بزرگ ارائه کرد و گفت: در مورد GJ ۳۰۹۰، ممکن است ستاره، یک دیسک ثانویه با جهت‌گیری متفاوت و حرکت معکوس را جذب کرده باشد و سیارات این منظومه درون همان دیسک شکل گرفته باشند.

نتایج پژوهش این تیم به تازگی در نشریه «Astronomy & Astrophysics» منتشر شده است.