فارنت پلاس
کشف سیاره‌ای که میدان مغناطیسی آن با ستاره میزبان در هم تنیده می‌شود؛ پدیده‌ای شگفت‌انگیز در دنیای فراخورشیدی
ستاره‌شناسان موفق به مشاهده تعامل مستقیم میدان‌های مغناطیسی یک سیاره و ستاره میزبان آن شدند
میتوانید ظاهر فارنت را به سلیقه خود تغییر دهید.
ستاره‌شناسان موفق به مشاهده تعامل مستقیم میدان‌های مغناطیسی یک سیاره و ستاره میزبان آن شدند
در تاریخ بشر تا به امروز، نزدیک‌ترین فاصله قابل تصور به خورشید با مدار عطارد تعریف می‌شد؛ سیاره‌ای با دوره مداری 88 روزه و سطحی خشک و سوزان. اما با آغاز عصر کشف سیاره‌های فراخورشیدی، مشخص شد که منظومه شمسی ما اصلاً الگوی مناسبی برای سایر سامانه‌های سیاره‌ای در کهکشان نیست.
امروزه می‌دانیم سیاره‌هایی که تنها ظرف چند روز به دور ستاره خود می‌گردند، پدیده‌ای نسبتاً رایج هستند. نزدیکی بیش از حد این سیارات به ستاره میزبان باعث شکل‌گیری شرایطی شده که از دیدگاه ما کاملاً عجیب به نظر می‌رسند؛ از وجود بخار فلزات در جو گرفته تا جوهایی که آن‌قدر منبسط شده‌اند که چگالی فوق‌العاده پایینی دارند.
اکنون پژوهشگران مورد شگفت‌انگیز دیگری را نیز به این فهرست اضافه کرده‌اند: اتصال میدان‌های مغناطیسی سیاره و ستاره. نتایج یک مطالعه جدید نشان می‌دهد در یک سامانه ستاره‌ای، تعامل میدان‌های مغناطیسی این دو جرم باعث افزایش دوره‌ای درخشندگی ستاره می‌شود.
جالب اینکه در این مورد، نظریه پیش از کشف مطرح شده بود. اخترفیزیک‌دانان سال‌ها پیش پیش‌بینی کرده بودند اگر سیاره‌ای بسیار نزدیک به ستاره میزبان خود گردش کند و میدان مغناطیسی قدرتمندی داشته باشد، می‌تواند با میدان مغناطیسی ستاره برهم‌کنش داشته باشد.
در سال‌های اخیر نیز شواهدی از این پدیده در چند سامانه مشاهده شده بود؛ از جمله در یک ستاره بسیار جوان که ظاهراً هم‌زمان با عبور نزدیک‌ترین سیاره خود، شراره‌های ستاره‌ای تولید می‌کرد.
اکنون یک تیم بین‌المللی از پژوهشگران جامع‌ترین بررسی تاکنون را روی چنین سامانه‌ای انجام داده است.
ستاره مورد بررسی GJ 436 نام دارد؛ یک کوتوله سرخ با جرمی تقریباً نصف خورشید که در فاصله حدود 30 سال نوری از زمین قرار گرفته است.
این ستاره تنها یک سیاره شناخته‌شده دارد که جرم آن حدود چهار برابر زمین است و هر ۲.۶ روز یک بار مدار خود را کامل می‌کند.
محققان تمرکز خود را روی کروموسفر ستاره گذاشتند؛ لایه‌ای نازک در بخش بیرونی ستاره که تابش آن عمدتاً توسط تعداد محدودی از یون‌ها تولید می‌شود و به شدت تحت تأثیر میدان مغناطیسی ستاره قرار دارد.
برای بررسی فعالیت این لایه، پژوهشگران از خطوط طیفی مربوط به هیدروژن و یون‌های کلسیم به‌عنوان شاخص فعالیت کروموسفری استفاده کردند.
از آنجا که GJ 436 سال‌هاست تحت رصد اخترشناسان قرار دارد، پژوهشگران به مجموعه بزرگی از داده‌های آرشیوی دسترسی داشتند.
آن‌ها این داده‌ها را برای یافتن تغییرات دوره‌ای در شدت تابش طول موج‌های موردنظر بررسی کردند؛ تغییراتی که می‌توانستند نشانه‌ای از تأثیر متناوب میدان مغناطیسی سیاره باشند.
نتیجه بسیار جالب بود؛ یک الگوی تناوبی تقریباً هم‌دوره با مدار سیاره مشاهده شد. این موضوع نشان می‌دهد تعامل مغناطیسی یا تنها در یک موقعیت خاص مداری رخ می‌دهد یا در آن نقطه به بیشترین شدت خود می‌رسد.
البته دوره زمانی مشاهده‌شده دقیقاً با دوره مداری سیاره هم‌خوانی نداشت. برای توضیح این اختلاف، پژوهشگران مدلی تهیه کردند که علاوه بر حرکت مداری سیاره، عواملی مانند: چرخش خود ستاره، توزیع نامتوازن فعالیت‌های مغناطیسی روی سطح ستاره و احتمال انحراف محور چرخش سیاره نسبت به صفحه مداری را نیز در نظر می‌گرفت.
این مدل نشان داد ترکیب این عوامل می‌تواند باعث شود سیگنال مغناطیسی چند ساعت نسبت به مدار واقعی سیاره تأخیر داشته باشد.
در جریان بررسی‌ها، محققان با دو نکته غیرمنتظره نیز روبه‌رو شدند. نخست اینکه برخلاف انتظار، نشانه‌ای از افزایش فعالیت سایر عناصر موجود در کروموسفر مشاهده نشد. به همین دلیل، پژوهشگران احتمال می‌دهند منشأ این سیگنال تنها لایه‌های پایینی کروموسفر باشد.
نکته دوم این بود که در برخی دوره‌های رصد، هیچ اثری از این سیگنال وجود نداشت. اما به لطف داده‌های فراوان موجود، تیم تحقیقاتی توانست زمان‌های ظاهر و ناپدید شدن این سیگنال را بررسی کند. نتیجه نشان داد این تغییرات کاملاً با چرخه فعالیت ستاره منطبق هستند؛ مشابه چرخه ۱۱ ساله فعالیت خورشید، اما در این ستاره.
به اعتقاد پژوهشگران: هنگام اوج فعالیت ستاره، نویز ناشی از فعالیت‌های مغناطیسی، اثر سیاره را پنهان می‌کند و در دوره‌های کم‌فعالیت نیز انرژی کافی برای ایجاد این برهم‌کنش وجود ندارد. در نتیجه، این پدیده تنها در دوره‌هایی با فعالیت مغناطیسی متوسط قابل مشاهده است.
اما این تعامل دقیقاً چگونه رخ می‌دهد؟ پژوهشگران چندین مدل نظری را بررسی کردند، اما تنها مدلی که توانست انرژی مشاهده‌شده در کروموسفر را توضیح دهد، مدلی بود که در آن حلقه‌های میدان مغناطیسی، ستاره و سیاره را مستقیماً به یکدیگر متصل می‌کنند. بر اساس این مدل، قدرت میدان مغناطیسی سیاره دست‌کم ۶ گاوس برآورد شده است؛ مقداری که بیش از ۱۰ برابر میدان مغناطیسی زمین محسوب می‌شود.
اگرچه چنین عددی در نگاه اول بسیار بزرگ به نظر می‌رسد، اما در مقیاس منظومه شمسی چندان غیرعادی نیست. برای مثال: میدان مغناطیسی مشتری تقریباً در همین محدوده قرار دارد. همچنین مگنتوسفر نپتون تا فاصله‌ای بسیار بیشتر از فاصله میان GJ 436 و سیاره‌اش امتداد پیدا می‌کند. بنابراین وجود چنین میدان مغناطیسی قدرتمندی در یک سیاره فراخورشیدی کاملاً قابل قبول است.
اگرچه این تحقیق جامع‌ترین مطالعه انجام‌شده درباره تعامل مغناطیسی میان یک ستاره و سیاره فراخورشیدی محسوب می‌شود، اما نخستین نمونه نیست. صدها سامانه دیگر با سیارات بسیار نزدیک به ستاره میزبان خود تاکنون شناسایی شده‌اند و پژوهشگران می‌توانند آن‌ها را نیز با همین روش بررسی کنند. اگر این روند ادامه پیدا کند، شاید در آینده نزدیک اندازه‌گیری میدان‌های مغناطیسی سیارات فراخورشیدی نیز به یکی از ابزارهای رایج اخترشناسان برای مطالعه جهان‌های دوردست تبدیل شود.
وارد حساب کاربری خود شوید تا از امکانات فارنت بهره‌مند شوید.اگر حساب کاربری ندارید، همین حالا ثبت‌نام کنید تا از محتوای خاص و خدمات ما لذت ببرید.
دیدگاه شما پس از بررسی توسط تحریریه منتشر خواهد شد. در صورتی که در بخش نظرات سوالی پرسیده‌اید اگر ما دانش کافی از پاسخ آن داشتیم حتماً پاسخگوی شما خواهیم بود در غیر این صورت تنها به امید دریافت پاسخ مناسب از دیگران آن را منتشر خواهیم کرد.
ایمیل شما منتشر نخواهد شد.