مدار عجیب سیارات مجرد

در مدار حرکتی سیارات به دور ستاره‌هایشان الگوی عجیبی وجود دارد. به نظر می‌رسد در منظومه‌هایی که اصطلاحاً چندگانه (multiple) نامیده می‌شوند، مدار حرکتی سیاراتی که با هم به دور یک ستاره می‌چرخند دایره‌ای است. در‌حالی‌که وقتی تنها یک سیاره در منظومه باشد، که در اصطلاح به آن مجرد (single) می‌گویند، مدار حرکتی بسیار طولانی و باریک است.

قوانین حرکتی کپلر و توصیف‌های نیوتن نشان داده است که اجسام، در مدارهای بیضوی در حال حرکت به دور ستاره‌ها هستند. (در منظومۀ شمسی مدار حرکتی سیارات تقریباً دورانی است.) این مسئله برای یافتن حیات فرازمینی از اهمیت خاصی برخوردار است و این‌گونه استنباط می‌شود که هرچه خروج از مرکز مدار حرکتی سیاره بیشتر باشد، یعنی هر چه مدار بیضوی‌تر باشد، احتمال تشکیل حیات کمتر می‌شود. زیرا سیاره در نقاط حضیض و اوج خود، در معرض سرما و گرمای شدید قرار می‌گیرد.

با وجود اینکه تا به حال حرکت هزاران سیاره به دور ستاره‌ها بررسی شده، ولی تنها اطلاعات به دست آمده از آنها راجع به میانگین فاصلۀ مداریشان بوده است. دکتر Ji-Wei Xie از دانشگاه نانجیگ چین، با بررسی داده‌های تلسکوپ فضایی هابل، خروج از مرکز مداری 698 سیاره را محاسبه کرده که مطالعات او در آکادمی ملّی علوم به چاپ رسیده‌ است. از تعداد سیارات مورد بررسی، 368 سیاره مجرد و330 سیاره چندگانه بودند که میانگین خروج از مرکز مداری سیارات مجرد 32/0 برآورد گردید، درحالی‌که این مقدار برای سیارات چندگانه 04/0 تخمین زده شد. این یافته‌ها به این معناست که منظومه‌های چندگانه بسیار مشابه منظومۀ شمسی ما هستند و خروج از مرکز سیارات این منظومه‌ها به صفر نزدیک‌تر است. همچنین دارای مدار حرکتی تقریباً دایره‌ای هستند، درصورتی‌که سیارات مجرد بسیار متفاوت عمل می‌کنند.

روش محاسبۀ خروج از مرکز سیارات فرازمینی به این‌گونه است که با استفاده از قانون سوم کپلر فاصلۀ تقریبی سیاره از ستاره به دست می‌آید و این مقدار با فاصلۀ به دست آمده از زمان محاسبه شده در طول گذر، مقایسه می‌شود؛ این مقدار برای مدارهای دایره‌ای تقریباً برابر است. در دیگر مدارهای حرکتی، اختلاف این دو مقدار نشان‌دهندۀ خروج از مرکز قابل توجهی است.

خروج از مرکز بسیاری از سیارات مجرد، از داده‌های پیشین سیارات فرازمینی هم جرم با مشتری و یا بزرگ‌تر به دست آمده است. با وجود اینکه برای محاسبۀ خروج از مرکز سیارات مجرد این روش قابل استناد نیست، ولی داده‌های کافی برای ارائۀ مدل آماری مستند جمع‌آوری شده است.

مترجم: سارا مطلبی / مجله نجوم

ویرایش: منا رجبیه فرد

منبع: www.iflscience.com