کشندهای مرگباری که به معنی مرگ زود هنگام شبه مشتری های داغ است

خبر قابل توجه برای شکارچیان سیاره، احتمالا بیشتر شبه مشتری های داغی که ستاره شناسان در خوشه های ستاره ای به دنبالشان می گشتند مدت های پیش به وسیله ستاره شان نابود شده اند. در مقاله ای که برای چاپ مورد تایید استروفیزیکال جورنال) (Astrophisical jornal قرار گرفته، جان دبس و برایان جکسون از مرکز پروازهای هوایی فضایی گادرد در گرینلند، توضیح می دهند، چرا هیچ سیاره گذرنده ای (سیاره هایی که از جلوی ستاره شان می گذرند و موقتا جلوی مقداری از نور آنها را می گیرند) در خوشه های ستاره ای کشف نشده اند. همچنین محققان پیش بینی می کنند که سیاره هایی که در ماموریت کپلر کشف شده اند احتمالا بیشتر مربوط به خوشه های ستاره ای جوان است تا پیر.
جکسون عضو برنامه فوق دکترای ناسا در گادارد می گوید:` سیاره ها به سختی قابل دیدن و به سختی کشف می شوند و ما دلیل دیگری برای آن یافته ایم.`
10 سال پیش زمانی که ستاره شناسان جستجو برای یافتن سیاره ها در خوشه های کروی را آغاز کردند امیدوار بودند که دنیاهای تازه زیادی را پیدا کنند. برای مثال در بررسی های انجام شده بر روی خوشه ای که 47Tucana (47Tuc) نامیده می شود انتظار می رفت دست کم دو جین سیاره در میان تقریبا 34000 ستاره کاندید یافت شود. دبس عضو برنامه فوق دکترای ناسا در گادارد می گوید:` ستارگان زیادی مورد بررسی قرار گرفتند، مردم فکر می کردند حتما چند سیاره کشف خواهد شد ولی چیزی یافت نشد.`
دبس خاطر نشان کرد:` بیش از 450 سیاره فراخورشیدی (سیاره ای که در بیرون از منظومه خورشیدی قرار دارند) یافت شده است، اما بیشتر آنها در اطراف ستارگان تکی یافت شده است`.
جکسون می گوید:` به نظر می رسد خوشه های کروی، همسایگان خشنی برای سیاره ها هستند. چون ستارگان زیادی در اطرافشان هستند که باعث نابودی آنها می شوند و شرایطی که این سیاره ها بتوانند در آن به زندگی خود ادامه دهند فراهم نیست، و همچنين چیز زیادی در اطرافشان وجود ندارد تا بتوانند جرم از دست رفته شان را جبران کنند`.
چگالی زیاد ستاره هایی که در این خوشه ها هستند به این معناست که سیاره ها به سادگی به وسیله ستاره ای که در نزدیکیش قرار دارد از منظومه خورشیدیشان به بیرون پرتاب می شوند. به علاوه، خوشه های کروی که تا کنون مورد بررسی قرار گرفته اند نسبتا کمبود آهن ( عنصرهایی سنگین تر از هیدروژن و هلیم) هستند که عناصر سازنده سیارات هستند، این حالت Low Matallicity نامیده می شود. دبس و جکسون پیشنهاد کردند که سیاره های شبه مشتری داغ (سیاره های بزرگی که دست کم 3 تا 4 برابر نسبت به فاصله سياره تير تا خورشید به ستاره شان نزدیک ترند) به سرعت نابود می شوند. در این مدارهای کوچک، کشش گرانشی سیاره بر روی ستاره که باعث یک برامدگی بر روی ستاره ایجاد می کند، کشندهایی را بر روی ستاره به وجود می آورد.
همچنان كه سیاره به دور ستاره اش می گردد، برامدگی که بر روی ستاره به وجود آمده است سیاره را عقب می کشد، این کشش از انرژی گردش سیاره می کاهد و سیاره اندکی به ستاره نزدیکتر می شود. سپس برآمدگی روی ستاره بزرگتر شده و مقدار بیشتری از انرژی سیاره را می گیرد. بر طبق مدل زوال کشندی مداری (Tidal orbital decay) جکسون این وضعیت به مدت میلیاردها سال ادامه پیدا می کند تا وقتی که سیاره به ستاره برخورد کند یا اینکه به خاطر گرانش ستاره از هم گسسته شود.
جکسون می گوید:` لحظه های آخر عمر این سیاره ها بسیار قابل توجه است، زيرا اتمسفرشان به وسیله گرانش ستاره از میان می روند. همچنین اخیرا پیشنهاد شده که شبه مشتری داغی که WASP_12B به اندازه کافی به ستاره اش نزدیک بوده و در حال نابودی است`.
دبس و جکسون مدلی را تهیه کرده اند که نشان می دهد به خاطر اثر کشندی افسار گسیخته در 47Tuc چه اتفاقی برای شبه مشتری های داغ می افتد.
آنها جرم و اندازه ستاره های آن خوشه را بازسازی کردند همچنين شکل تقریبی سیاره ها را نيز شبیه سازی کردند. سپس اجازه دادند تا کشند ستاره های بر روی سیاره هایی که نزدیکشان است اثر بگذارند. طبق این مدل پیش بینی می شود که بیشتر این سیاره ها از میان خواهند رفت و تلاش برای یافتن سیاره بی نتیجه خواهد ماند. دبس می گوید:` برای پیش بینی نتیجه نیازی نیست که متالیسیتی (metallicity) را در نظر بگیرید بلکه این اثر و اثرات دیگر تعداد سیاره ها را کاهش می دهد`.
ران گلیلند از انستیتوی دانش تلسکوپ فضایی (sapace telescope sience institute) در بالتیمورکه در تحقیقات 47Tuc شرکت داشته می گوید:` آنالیز اثرات کشندی میان سیاره ها و ستاره های میزبانشان توضیح خوب دیگری به دست می دهد (علاوه بر همبستگی شدید میان متالیسیتی و وجود سیاره ها) که چرا ما در 47Tuc موفق به کشف سیارات فراخورشیدی نشدیم.`
به طور کلی مدل دبس و جکسون پیش بینی می کند تا زمانی که خوشه ها به یک میلیارد سالگی برسند 3/1 شبه مشتری های داغ از میان رفته اند که در مقایسه با منظومه خورشیدی ما که 4.5 میلیارد سال عمر دارد سن کمی به حساب می آید. طبق بررسی های اخیر سن تخمینی 47Tuc بیش از 11 میلیارد سال است. پژوهشگران انتظار دارند که در چنین سنی 96% از شبه مشتری های داغ از میان رفته باشند.
ماموریت کپلر که به دنبال شبه مشتری های داغ و سیاره های کوچک زمین مانند می گردد به دبس و جکسون این امکان را می دهد تا درستی مدل خود را آزمایش کنند.
دبس خاطر نشان کرد که کپلر چهار خوشه باز را بررسی خواهد کرد (گروهی از ستاره ها که از چگالی کمتری نسبت به خوشه های کروی برخوردارند) رنج سنی آنها از کمتر از نیم میلیارد سال تا حدود 8 میلیارد سال است و همه آنها به اندازه کافی ماده برای تشکیل تعداد قابل توجهی سیاره دارند. دبس و جکسون پیش بینی می کنند که اگر نابودی مدار گردش سیارات بر اثر کشند ستاره هایشان اتفاق بیفتد سیاره های هم اندازه با مشتری که کپلر می تواند در خوشه های جوان پیدا کند تا 3 برابر بیشتر ازتعداد سیاره هایی است که در خوشه های پیرتر خواهد یافت. (عدد دقیق به درخشش ستاره ها، فاصله سیاره ها از ستاره ها و دیگر شرایط وابسته است.)
گیلیلند (از محققان ماموریت کپلر) می گوید:` اگر بتوانیم در این خوشه ها سیاره هایی را به کمک کپلر بیابیم با در نظر گرفتن هم بستگی میان سن و متالیسیتی، درک بیشتری از چگونگی شکل گیری سیاره ها و همچنین اینکه چگونه پس از شکل گیری به حیات خود ادامه می دهند به دست خواهیم آورد.`
دبس اضافه می کند،` اگر درستی مدل از میان رفتن مدار گردش سیاره بر اثر کشند ستاره اش (Tidal orbital decay ) اثبات شود، شکار سیارات در خوشه ها سخت تر از حالا خواهد شد. سیاره های بزرگ ممکن است از میان بروند پس ما باید به دنبال سیاره های کوچکتر و دورتر بگردیم. به این معنا که باید زمان بیشتری برای جستجوی سیاره ها صرف کنیم، ستاره های بیشتری را مورد بررسی قرار دهیم و ابزارهایی را به کار ببریم که از حساسیت کافی برای آشکار کردن سیاره های کم نور برخوردار باشند.