کرونوس (Kronos)، ستاره‌ی سیاره‌خوار

در طی میلیاردها سال اخیر، خورشید برای ما اینجا (بر روی زمین) بسیار خوب بوده است. اگر چه ما طوفان‌های خورشیدی گاه و بیگاه و یا انحراف از دمای ایده آل را داشته‌ایم، اما به طور کلی ما نسبتا یک ستاره‌ی حامی و پشتیبان کننده داریم! هیچ چیز مانند آن سیاره‌های بیچاره‌ای که به دور کرونوس (HD 240430)، در 350 سال نوری دورتر می‌چرخند نیست!

در 15 سپتامبر گروهی از ستاره شناسان پرینستون، مقاله‌ای در سایت ArXiv.org به اشتراک گذاشتند که در آن استدلال شده بود، ستاره‌ی کرونوس، تعداد زیادی از سیارات خاکی و داخلی خود را در طی دوره‌ی 4 میلیارد ساله‌ی زندگی خود بلعیده است. اگر چه ستاره‌ی همدم آن یعنی کریوس یا Krios (HD 240429)، از بلعیدن سیارات خاکی خود اجتناب نموده است!

سرپرست نویسندگان این تحقیق Semyeong Oh، در یک پخش فشرده بیان کرد که کرونوس -نامگذاری شده بر اساس افسانه‌ی تیتان، خدای خورشید یونان که فرزندان خود را بلعید- مشهودترین و چشم‌گیرترین مثال از یک ستاره‌ی شبه-خورشید است که از سیارات خودش تغذیه می‌کند. او می‌گوید: «چون کرونوس یک ستاره‌ی همدم برای مقایسه با خود دارد، این موضوع را قوی‌تر می‌کند.»

در ابتدا Oh و تیمش به دنبال پیدا کردن ستاره‌ی سیاره‌خوار و همدمش نبودند بلکه در حال استفاده از داده‌های جدید جمع آوری شده توسط فضاپیمای Gaia برای شناسایی ساده‌ی ستاره‌های به همراه هم حرکت کننده‌ای (همزمان حرکت کننده‌ای) که با هم از یک مواد یکسان و در یک زمان شکل گرفته‌اند بودند.

وقتی آنها برای ارائه‌ی تحقیق خود به جلسه مؤسسه Flatiron رفتند، یک محقق فوق دکتری به نامJohn Brewer از دانشگاه Yale به آنها پیشنهاد کرد که داده‌های خود را با او به اشتراک بگذارند. Oh می‌گوید: «John پیشنهاد کرد تا ما لیست خود را با لیست فراوانی شیمیایی او به مقایسه بگذاریم. چون خیلی جالب است که بپرسیم آیا آنها ترکیب یکسانی دارند یا خیر؟» این زمانی است که آنها اعلام کردند کرونوس و کریوس ترکیبات شیمیایی متفاوتی دارند.

ستاره‌های کرونوس و کریوس (به ترتیبHD 240430  و HD 240429) در اینجا به شکلی نشان داده شده‌اند که در تلسکوپ فضایی مؤسسه‌ی Digitized Sky Survey دیده می‌شوند. این ستاره‌های دوقلو با همدیگر شکل گرفته‌اند اما فراوانی شیمیایی آنها شدیدا متفاوت است که تعیین کننده این است که کرونوس دنیاهای خاکی خود را جذب کرده و بلعیده است.

کرونوس و کریوس مقادیر یکسانی از عناصر فرّار -آنهایی که به طور نمونه در گازها پیدا می‌شوند- دارند در حالی که کرونوس مقدار قابل توجهی از مواد معدنی تشکیل دهنده سنگ، مانند آهن، آلومینیوم، سیلیکون و منیزیم دارد.  Ohمی‌گوید: «بیشتر ستاره‌های مانندِ کرونوس که از فلز غنی هستند، همه‌ی عناصری که در این سطح افزایش می‌یابند را دارا هستند. در حالی که کرونوس عناصر فرّار ندارد و این باعث می‌شود تا در زمینه‌ی الگوهای فراوانی ستاره‌ها، واقعا عجیب به نظر برسد.»

بعد از بازبینی دقیق و اطمینان از صحیح بودن داده‌ها، گروه آغاز به بررسی این موضوع کرد که چه چیزی باعث این تفاوت در نسبت اجزای سازنده کرونوس و کریوس شده است. آیا ستاره‌ها، صفحه‌های سیاره‌ای خود را در زمان‌های مختلف شکل می‌دهند؟ بعید است که در محدوده‌ی عمر آنها باشد. شاید از یک جهت این دو ستاره همیشه همراه با هم حرکت نمی‌کرده‌اند و یار خود را بیرون کرده‌اند! Oh یک سری محاسبات درست انجام داده است تا این فرضیه را رد کند.

سرانجام وقتی Oh آغاز به ترسیم فراوانی شیمیایی به عنوان تابعی از دمای چگالش -دمایی که در آن گازها تبدیل به جامد می‌شوند- کرد، پاسخ او را متوقف ساخت. او بلافاصله متوجه شد، کرونوس فاقد هر عنصری است که در زیر 704.4 درجه سانتی گراد تبدیل به جامد شود در حالی که کرونوس از عناصری غنی است که در دماهای بالاتر تبدیل به جامد می‌شوند.

Oh می‌گوید: «تمام عناصری که ممکن است یک سیاره‌ی خاکی را بسازند، دقیقا همان عناصری هستند که در کرونوس افزایش پیدا کرده‌اند و عناصر فرّار افزایش پیدا نکرده‌اند. پس این یک استدلال محکمی برای سناریوی بلعیدن ارائه می‌کند.» چون کرونوس از فلزات غنی است در حالی که فاقد بسیاری از گازها و عناصر فرّار است، Oh و تیمش محاسبه کردند که این ستاره نیاز به بلعیدن تقریبا 15 سیاره زمین-مانند دارد.

Adrian Price-Whelan یکی از نویسنده‌های این پژوهش، بیان می‌کند که بلعیدن غول‌های گازی چنین نتیجه‌ای را نخواهد داشت. او می‌گوید: «اگر شما سیاره‌ی مشتری را بردارید و به سمت یک ستاره پرتابش کنید، مشتری هنوز هم پوشش گازی بزرگ خود را دارد. پس شما کربن، نیتروژن و غیره را افزایش خواهید داد.» در عوض شما به تغذیه کرونوس با دسته‌ای از سیارات کوچک نیاز خواهید داشت تا ترکیبات آن را محاسبه کنید.

پژوهشگران باور دارند این ستاره‌ی شبه-خورشید یعنی کرونوس، در طی زندگی خود از تعدادی سیارات خود مصرف کرده است. در این تصویر ستاره در حال بلعیدن یک سیاره است. امتیاز تصویر: ناسا

اما فرآیندی که منجر به بلعیدن سیارات داخلی کرونوس توسط خودش شده است ناشناخته است. Oh و همکارانش چند فرضیه دارند. اولین فرضیه این است که کرونوس و کریوس، نخست یک بار کنار یک ستاره‌ی دیگر حرکت می‌کرده‌اند که این ستاره، مدار سیارات خارجی کرونوس را بزرگ کرده است که این باعث کج شدن سیارات دیگر به سمت منظومه‌ی داخلی شده است و سیارات خاکی داخلی را به درون مدارهای مارپیچی کُشنده‌ی کرونوس پرتاب کرده است. اما این فرضیه نیاز به این دارد که کرونوس دچار این سناریوی مشابه نشود و با در نظر گرفتن اینکه ستاره‌های همزاد دیگر، بسیار دور هستند و فقط هر 10000 سال یکبار دور یکدیگر می‌چرخند، این فرضیه کاملا ممکن است.

Oh و Price-Whelan بر طبق نتیجه‌شان، هر دو باور دارند که بررسی‌های بیشتری برای سیستم کرونوس-کریوس مورد نیاز است تا به دانستن اینکه منظومه‌های خورشیدی، چقدر متفاوت می‌توانند تشکیل شوند و در طی زمان گسترش یابند، کمک کند. Prince-Whelan می‌گوید: «یکی از فرض‌های معمول که اکنون در ستاره شناسی کهکشانی فراگیر است این است که ستاره ها با نسبت فراوانی شیمیایی خود متولد می‌شوند و بعد این فراوانی را حفظ می‌کنند. کرونوس یک نشانه است. حداقل در بعضی موارد این به طرز بدی اشتباه است.»

www.astronomy.com