ستارهشناسها برای اولین بار در حدود سه دهه پیش، اولین سیارهی فراخورشیدی را کشف کردند و از آن زمان تاکنون تعداد زیادی سیارهی فراخورشیدی در ابعاد و جرمهای مختلف به این مجموعه اضافه شدهاند؛ اما سیارهها چقدر میتوانند بزرگ باشند و بزرگترین سیارهی شناختهشده کدام است؟
پیش از سال ۱۹۹۲ و کشف اولین سیارهی فراخورشیدی، غول گازی مشتری با قطر ۱۱ برابر زمین، عنوان بزرگترین سیارهی شناختهشده را داشت؛ اما مشتری در مقایسه با برخی سیارههای فراخورشیدی بسیار کوچک است.
به نوشتهی لایوساینس، دو مقیاس برای تعیین اندازهی یک سیاره وجود دارند: قطر(دو برابر شعاع) و جرم سیاره. بر اساس معیار اول، بزرگترین سیارههای فراخورشیدی دارای شعاعی دو برابر مشتری هستند. این اجرام عجیب همچنین در فاصلهی بسیار نزدیک از ستارهی میزبان خود قرار دارند.
قطر سیاره و جرم آن با یکدیگر در ارتباط هستند، بااینحال این رابطه همیشه مستقیم نیست. دلیل این مسئله هم تغییر چگالی سیارهها است به گونهای که غولهای گازی کمجرم میتوانند تا ابعادی بسیار بیشتر از سیارههای فراخورشیدی سنگینتر رشد کنند.
برای مثال، غول گازی HAT-P-67 b که دارای شعاعی دو برابر مشتری است، بزرگترین سیارهی شناختهشده از لحاظ قطر به شمار میرود. با اینحال این سیاره که در فاصلهی ۱۲۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد، چگالی بسیار پائینی دارد و جرم آن تنها به یک سوم جرم مشتری میرسد.
تصویرسازی سیاره ابرمشتری در مدار کوتوله قهوهای ناکام.
سیارهی WASP-17b هم دو برابر مشتری قطر دارد. رتبهی دوم به KELT-9b تعلق دارد که شعاع آن ۱٫۸۴ برابر سیارهی مشتری است. اغلب سیارههای سنگی هرگز نمیتوانند به اندازهی سیارههای ابرمشتری برسند. بزرگترین سیارههای سنگی که اصطلاحاً «ابرزمین» نامیده میشوند، دو برابر زمین هستند. در مقابل، سیارهی Wasb 17b تقریبا ۲۲ برابر زمین است.
گرچه سیارههای سنگی چگالتر از غولهای گازی هستند باز هم نمیتوانند به سنگینی آنها باشند؛ زیرا سیارههای سنگی با رشد بیشتر گاز، یخ و آب بیشتری را به دور خود انباشته میکنند و همین مسئله باعث میشود بهتدریج به غولهای گازی با هستههای سنگی تبدیل شوند.
سنگینترین سیارهها ۱۳ برابر مشتری جرم دارند. از این گروه میتوان به غول گازی HD 39091 b در فاصلهی ۶۰ سال نوری از زمین اشاره کرد که دارای جرمی بالغ بر ۱۲٫۳ برابر جرم سیارهی مشتری است.
یک سیاره چقدر میتواند بزرگ شود؟
بعید است سیارههایی بزرگتر از سیارههای ابرمشتری کشف شوند، زیرا اگر اندازه و جرم سیارهای از حد مشخصی عبور کند، در گروه کوتولهی قهوهای دستهبندی خواهد شد. کوتولههای قهوهای که اغلب ستارههای ناکام هم نامیده میشوند، سنگینتری از ابرمشتریها هستند، اما جرم آنها برای همجوشی هیدروژنی معمولی در هسته کافی نیست. با اینحال چیزی درون قلب این ستارهها میسوزد.
تفاوت عمدهی کوتولههای قهوهای و سیارهها در جرم و همجوشی دوتریومی(هیدروژن سنگین) است. یک جرم در صورت داشتن جرمهای بالا، دارای فشار داخلی و دمای کافی برای سوزاندن بخش زیادی از دوتریوم خود است.
مرز تفکیک بین سیارهها و کوتولههای قهوهای در دههی ۱۹۹۰ تعیین شد. در این زمان کوتولههای قهوهای بهعنوان اجرامی دستهبندی شدند که نزدیک به ۵۰ درصد از دوتریوم داخلی خود را سوزاندهاند. این مرز تفکیک برای محدودهی کرانی ۱۴ برابر جرم مشتری وجود دارد، به طوری که اجرام بالاتر از این حد در گروه سیاره قرار نمیگیرند.
سیارههایی مثل HD 39091 و HD 106906 b نزدیک به ۱۳ برابر مشتری جرم دارند و میتوان ادعا کرد که بزرگترین سیارههای شناخته شده هستند. سنگینترین کوتولهی قهوهای شناخته شده SDSS J0104+1535 در فاصلهی ۷۵۰ سال نوری از زمین در لبهی راه شیری قرار دارد. این جرم، ۹۰ برابر سنگینتر از مشتری اما شعاع آن بین ۰٫۷ و ۱٫۴ برابر این سیاره است؛ بنابراین شناختهشدهترین کوتولهی قهوهای احتمالاً کوچکتر از بزرگترین سیاره در منظومهی شمسی ما است.
227227
