کشف جوان‌ترین سیاره فراخورشیدی ثبت‌شده؛ نوزادی که نظریه‌های پیدایش کیهان را به چالش می‌کشد

درک ما از سرعت شکل‌گیری سیارات غول‌پیکر به تازگی با کشف یک دنیای «نوزاد» دگرگون شده است. اخترشناسان سیاره‌ای به نام Elias 2-24 b را تایید کرده‌اند که با سنی کمتر از یک میلیون سال، عنوان جوان‌ترین سیاره فراخورشیدی ثبت‌شده را به خود اختصاص داده است. این سیاره که جرمی در حدود مشتری دارد، هنوز در میان دیسک در حال چرخشی از گاز و غبار که از آن متولد شده، پنهان است.[1][2]

این کشف که در ۱۶ سپتامبر ۲۰۲۶ در نشریه The Astrophysical Journal Letters منتشر شد، رکورد پیشین را با اختلاف زیادی شکست. پیش از این، جوان‌ترین سیارات شناخته‌شده حدود ۵ میلیون سال سن داشتند. آندریا برناردی (Andrea Bernardi)، دانشجوی دکترا در دانشگاه دیگو پورتالس شیلی و نویسنده ارشد این مطالعه، می‌گوید: «آنچه Elias 2-24 b را تا این حد قابل توجه می‌کند، سن آن است. این جوان‌ترین سیاره‌ای است که تاکنون شناسایی شده و از آنجا که هنوز در حال جمع‌آوری فعال مواد از محیط اطراف خود است، ما می‌توانیم مرحله‌ای از شکل‌گیری سیارات را مشاهده کنیم که به ندرت به طور مستقیم دیده می‌شود».[1]

سیاره Elias 2-24 b در فاصله ۴۵۰ سال نوری از زمین قرار دارد و مدار آن به دور ستاره میزبانش، تقریبا دو برابر دورتر از فاصله نپتون تا خورشید است. برای یافتن این سیاره، محققان به داده‌های آرشیوی رصدخانه کک (W. M. Keck Observatory) در هاوایی که در سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۲۰ ثبت شده بود، رجوع کردند. آنها از ابزار کرونوگراف این رصدخانه که نور درخشان ستاره میزبان را مسدود می‌کند، برای جستجوی اجرام کم‌نورتر استفاده کردند.[2][3]

مکانیسم شکل‌گیری این سیاره، نظریه‌های موجود را به چالش می‌کشد. ستارگان در درون ابرهای عظیمی از گاز و غبار شکل می‌گیرند و مواد باقیمانده، دیسکی را به دور ستاره نوزاد تشکیل می‌دهند. سیارات با جمع‌آوری تدریجی این مواد رشد می‌کنند و مسیرهایی را در دیسک اطراف خود پاکسازی می‌کنند. با این حال، مشاهده این فرآیند در مراحل اولیه بسیار دشوار است زیرا غبار غلیظ، سیارات در حال شکل‌گیری را از دید پنهان می‌کند.[1][2]

نشانه‌های اولیه از وجود این سیاره در سال ۲۰۱۷ به دست آمده بود، زمانی که اخترشناسان متوجه یک شکاف کوچک در دیسک پیش‌سیاره‌ای ستاره شدند. لوکاس سیزا (Lucas Cieza)، استاد موسسه مطالعات اخترفیزیک در شیلی و یکی از نویسندگان این مقاله، توضیح می‌دهد: «مدل‌های شکل‌گیری سیارات ما پیش از این نیز برای توضیح رکوردداران قبلی که بیش از ۵ میلیون سال سن داشتند، با مشکل مواجه بودند. Elias 2-24 b به ما نشان می‌دهد که حتی بهترین مدل‌های شکل‌گیری سیارات ما هنوز برخی فرآیندهای مهم را در نظر نگرفته‌اند».[1][3]

تایید نهایی این سیاره نیازمند ترکیب داده‌های چندین تلسکوپ قدرتمند بود. علاوه بر رصدخانه کک، داده‌های آرایه میلی‌متری/زیرمیلی‌متری بزرگ آتاکاما (ALMA) و تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) رصدخانه جنوبی اروپا نیز نقش کلیدی در این کشف داشتند. برناردی تاکید می‌کند: «ما معمولا می‌شنویم که تلسکوپ‌ها به صورت جداگانه کار می‌کنند، اما این تایید تنها با استفاده همزمان از چندین تلسکوپ امکان‌پذیر بود».[2]

این یافته‌ها از مدل «برافزایش هسته» (core accretion) در شکل‌گیری سیارات غول‌پیکر پشتیبانی می‌کند و شواهد محکمی ارائه می‌دهد که شکاف‌های موجود در دیسک‌های پیش‌سیاره‌ای توسط سیارات در حال شکل‌گیری ایجاد می‌شوند. برناردی می‌گوید: «سیارات باید در درون این شکاف‌ها یافت شوند، زیرا آنها هستند که این شکاف‌ها را ایجاد می‌کنند. و این دقیقا همان جایی است که ما Elias 2-24 b را پیدا کردیم».[1]

با وجود این موفقیت، هنوز پرسش‌های زیادی باقی مانده است. سیزا خاطرنشان می‌کند که کهکشان به طور مداوم ستارگان و سیارات جدیدی تولید می‌کند، اما تلسکوپ‌های فعلی در تشخیص این سیارات نوزاد با محدودیت‌های بزرگی روبرو هستند. انتظار می‌رود با آغاز به کار ابزارهای جدیدتر مانند تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن (Nancy Grace Roman Space Telescope) ناسا، شناسایی چنین سیاراتی آسان‌تر شود و درک ما از چگونگی پیدایش منظومه‌های سیاره‌ای، از جمله منظومه شمسی خودمان، کامل‌تر گردد.[1][3]