طبق گزارشات پارسینه و به نقل از زومیت، برای نخستین بار، اخترشناسان حدود سه دهه پیش موفق به کشف نخستین سیارهی فراخورشیدی شدند. از آن زمان به این سو، تعداد قابل توجهی از سیارههای فراخورشیدی در ابعاد و جرمهای مختلف به مجموعهی کشفیات آنان افزوده شده است. اما واقعاً بزرگترین سیارهای که تاکنون شناسایی شده، کدام است و آیا حدود اندازهی این سیارهها چقدر است؟
پیش از سال ۱۹۹۲ و کشف نخستین سیارهی فراخورشیدی، غول گازی مشتری، با قطر ۱۱ برابر زمین، لقب بزرگترین سیارهی شناخته شده را در اختیار داشت. اما اکنون مشتری در مقایسه با برخی از سیارات فراخورشیدی به قدری کوچک به نظر میرسد.
به نقل از لایوساینس، دو مقیاس اصلی برای تعیین اندازهی سیارهها وجود دارد: قطر (که دو برابر شعاع سیاره است) و جرم آن. طبق معیار اول، بزرگترین سیارات فراخورشیدی دارای شعاعی دو برابر مشتری هستند و این اجرام بینظیر، اغلب در فاصلهای بسیار نزدیک به ستارههای میزبان خود واقع شدهاند.
در حالی که قطر و جرم هر سیارهای به یکدیگر مرتبط هستند، اما این رابطه همیشه به طور مستقیم برقرار نیست. این امر به دلیل تغییر چگالی سیارههاست که به این معنی است که غولهای گازی با جرم کم میتوانند ابعادی بسیار بزرگتر از سیارههای فراخورشیدی با جرم بالاتر پیدا کنند.
به عنوان نمونه، غول گازی HAT-P-۶۷ b، که دارای شعاعی دو برابر مشتری است، به عنوان بزرگترین سیاره از نظر قطر شناخته میشود. با این حال، این سیاره که در فاصلهی ۱۲۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد، چگالی آن بسیار پایین بوده و جرم آن تنها معادل یک سوم جرم مشتری است.
تصویرسازی سیارهی ابرمشتری در مدار کوتوله قهوهای ناکام.
سیارهی WASP-۱۷b نیز همانند HAT-P-۶۷ b، دو برابر مشتری قطر دارد. مقام دوم به KELT-۹b تعلق دارد که شعاع آن ۱٫۸۴ برابر سیارهی مشتری است. بهطور کلی، سیارههای سنگی هرگز به اندازهی سیارههای ابرمشتری نمیرسند. بزرگترین سیارههای سنگی که به اصطلاح «ابرزمین» نامیده میشوند، حداکثر دو برابر زمین هستند. در عین حال، WASP-۱۷b تقریباً ۲۲ برابر زمین است.
هرچند سیارههای سنگی چگالتر از غولهای گازی به شمار میآیند، اما همچنان نمیتوانند به سنگینی آنها دست یابند؛ زیرا با افزایش رشد، سیارههای سنگی گاز، یخ و آب بیشتری را به دور خود جذب میکنند که نهایتاً باعث تبدیل آنها به غولهای گازی با هستههای سنگی خواهد شد.
سنگینترین سیارهها حدود ۱۳ برابر جرم مشتری دارند. از جمله این سیارات میتوان به غول گازی HD ۳۹۰۹۱ b اشاره کرد که در فاصلهی ۶۰ سال نوری از زمین قرار دارد و جرم آن بالغ بر ۱۲٫۳ برابر جرم سیارهی مشتری است.
حد و اندازه یک سیاره چقدر میتواند باشد؟
به احتمال زیاد، سیارههایی بزرگتر از سیارههای ابرمشتری پیدا نخواهند شد؛ زیرا اگر اندازه و جرم یک سیاره از یک حد مشخص فراتر رود، در زمرهی کوتولههای قهوهای قرار میگیرد. کوتولههای قهوهای که بصورت معمول به آنها ستارههای ناکام نیز میگویند، سنگینتر از ابرمشتریها هستند، اما جرم آنها برای آغاز فرآیند همجوشی هیدروژنی در هسته کافی نیست. با این حال، در دل این اجرام هنوز هم قسمتی میسوزد.
تفاوت اصلی میان کوتولههای قهوهای و سیارهها در جرم و فرآیند همجوشی دوتریومی (هیدروژن سنگین) نهفته است. یک جرم در صورتی که حاوی مقادیر بالایی باشد، میتواند به اندازه کافی فشار داخلی و دما برای سوختن مقدار زیادی از دوتریوم خود به دست آورد.
مرز جداسازی بین سیارهها و کوتولههای قهوهای در دههی ۱۹۹۰ تعریف شد. در این زمان، کوتولههای قهوهای بهعنوان اجرامی شناخته شدند که حدود ۵۰ درصد از دوتریوم داخلی خود را سوزاندهاند. این مرز تفکیک برای جرم حدود ۱۴ برابر جرم مشتری تعیین شده است و بنابراین اجرام با جرمی بالاتر از این مقدار در گروه سیاره محسوب نمیشوند.
سیارههایی مانند HD ۳۹۰۹۱ و HD ۱۰۶۹۰۶ b نزدیک به ۱۳ برابر جرم مشتری دارند و میتوان آنها را به عنوان بزرگترین سیارههای شناختهشده تلقی کرد. از سوی دیگر، سنگینترین کوتولهی قهوهای شناسایی شده، SDSS J۰۱۰۴+۱۵۳۵ میباشد که در فاصلهی ۷۵۰ سال نوری از زمین در حاشیهی کهکشان راه شیری واقع شده است. این جرم، ۹۰ برابر سنگینتر از مشتری است، اما شعاع آن بین ۰٫۷ و ۱٫۴ برابر این سیاره تخمین زده میشود؛ از این رو، این کوتولهی قهوهای احتمالاً کوچکتر از بزرگترین سیارهی منظومهی شمسی ما است.
