وقتی بحث شکلگیری سیارهها به میان میآید، ستارهشناسها به تعریف «پائین به بالای» کسندرا هال، ستارهشناس مرکز فیزیک شبیهسازی دانشگاه جورجیا استناد میکنند: گاز و غبار چرخان اطراف یک ستارهی جوان به آرامی طی میلیونها سال انباشته میشود و گرانش، این مواد را به جرمی کروی تبدیل میکند.
بااینحال براساس کشف دکتر هال و همکارانش که در ماه جاری در مجله نیچر منتشر شد، چشمانداز فوق میتواند پیچیدهتر باشد. پژوهشگرها در یک منظومهی ستارهای در فاصلهی ۵۰۸ سال نوری از زمین، شرایطی را یافتند که از رویکرد جایگزین «بالا به پائین» برای شکلگیری سیارهها پشتیبانی میکند. در آنجا، مواد باروری که بهدور ستارهای جوان میچرخند، به سرعت فرومیپاشند و به شکل سیاره درمیآیند. این مکانیزم که ناپایداری گرانشی نامیده میشود، میتواند وجود دنیاهای کلانجرم اسرارآمیز در مدارهای عجیب ستارههای نسبتاً جوان را توجیه کند.
ماده کیهانی که در اطراف ستارگان نوزاد میچرخد، پتانسیل بالایی برای شکلگیری سیارهها دارد. این ماده قرص پیشسیارهای نامیده میشود چرخش آن تحت تأثیر گرانش ستارهی میزبان است؛ اما اگر قرص به اندازهی کافی بزرگ شود، میتواند تحت تأثیر گرانش خود قرار گیرد و باعث ناپایداری منظومه ستارهای جوان شود. بخشهای پرتراکم قرص به شکل بازوهای مارپیچی مشابه شکل ابرهای چرخان در یک گردباد شکل میگیرند. به نوشتهی جسی اسپیدی، دانشجوی فارغالتحصیل دانشگاه ویکتوریای کانادا، چنین ستارهای به چشم طوفان شباهت دارد.
ویدئوی زیر شبیهسازی اجرامی را نشان میدهد که بین پنج تا ۱۵ برابر سیاره مشتری جرم دارند و از طریق روش ناپایداری گرانشی در یک دیسک بسیار جوان شکل گرفتهاند.
به نقل از اسپیدی، اگر بازوهای قرص جوان مواد کافی را جذب کنند، میتوانند تودههایی را شکل دهند که بعدا فرومیپاشند و به سیارههای غول گازی تبدیل شوند. برخلاف روش پائین به بالا مثل برافزایش هسته که به میلیونها سال زمان نیاز دارد، این اتفاق تنها در چندصد سال رخ میدهد. اسپیدی در ادامه میگوید:
این دو نظریه مدتی در نجوم با یکدیگر رقابت میکردند؛ اما برای اولین بار توانستیم به شواهد قطعی برسیم که نشان میدهند مسیر ناپایداری گرانشی محتمل است.
قرصهای ناپایدار گرانشی میتوانند محلی برای تولد سیارههای عظیم، دور از ستارههای میزبان باشند و از این رو روش برافزایش هسته چندان برای این سیارهها مناسب نیست. ستارهشناسها در سال ۲۰۲۲، گزارشی از کشف پیشسیارهای با ۹ برابر جرم سیاره مشتری را در اطراف ستارهی ایبی ارابهران که بیش از چهار میلیون سال عمر ندارد، منتشر کردند. جرم یادشده در فاصلهی ۱۳٫۸ میلیارد کیلومتری از ستارهاش قرار داشت که دو برابر فاصله بین خورشید ما و پلوتو است.
