کشف۶ سیاره فراخورشیدی جدید توسط ناسا

تلسکوپ «تس» ناسا یک منظومه نادر را در اطراف یک ستاره نوپا شناسایی کرده است که ۶ سیاره فراخورشیدی را در بر دارد

ستاره شناسان یک منظومه نادر را متشکل از شش سیاره جوان و سیاره هفتم احتمالی کشف کرده اند که در اطراف یک ستاره نوزاد بدرفتار می چرخند.

این منظومه نه تنها میتواند اطلاعات بسیار ضروری را در مورد چگونگی شکل گیری و تکامل سیاره ها در اطراف یک ستاره نوزاد ارائه دهد، بلکه شباهت آن به منظومه شمسی (Solar System) میتواند تصویری را از شکلی که محله کیهانی ما احتمالا در حدود چهار میلیارد سال پیش داشته است، در اختیار ستاره شناسان قرار دهد.

۶ یا احتمالا هفت سیاره فراخورشیدی به دور یک ستاره کوتوله به نام «TOI- 1136» می چرخند که در فاصله ۲۷۰ سال نوری از زمین قرار دارد. تعداد زیاد سیاره های فراخورشیدی در این منظومه، دانشمندان را برانگیخت تا بررسی عمیق تری روی آن داشته باشند

«تارا فترولف» (Tara Fetherolf) استاد مدعو اخترفیزیک «دانشگاه کالیفرنیا» (University of California) و از پژوهشگران این پروژه گفت: از آنجا که تعداد کمی از منظومه های ستاره ای به اندازه این منظومه سیاره دارند، اندازه آن به منظومه شمسی نزدیک می شود. این منظومه هم آن قدر به منظومه شمسی شبیه است و هم به قدری با آن تفاوت دارد که میتواند نکات بسیاری را به ستاره شناسان ارائه دهد.

دانشمندان ابتدا منظومه سیاره ای را با استفاده از «ماهواره نقشه بردار فراخورشیدی گذران» یا «تس» (TESS) ناسا در سال ۲۰۱۹ مورد بررسی قرار دادند. فترولف و همکارانش، این پژوهش اولیه را با مشاهدات تلسکوپ های متعدد دنبال کردند و توانستند جرم، شکل، مدارها و حتی ویژگی های جوی سیاره ها را آشکار کنند.

سیاره های موجود در این منظومه که نام های تعیین شده آنها بین «TOI- 1136 b» تا« TOI- 1136 g» است، بعنوان «سیاره های زیرنپتونی» طبقه بندی می شوند. کوچک ترین سیاره از ۶ سیاره تاییدشده دارای عرض دو برابر زمین است؛ در حالیکه برخی از سیاره های خواهر و برادر آن تا چهار برابر بزرگ تر از سیاره ما هستند و اندازه آن ها تقریباً معادل غول های یخی منظومه شمسی، اورانوس و نپتون است.

همه سیاره های فراخورشیدی TOI- 1136 به قدری به ستاره مادر خود نزدیک هستند که در کم تر از ۸۸ روز زمینی، یک مدار را کامل می کنند. این موضوع مهم است زیرا دوره مداری عطارد که نزدیک ترین سیاره به خورشید محسوب می شود، ۸۸ روز است. این بدان معناست که همه این سیاره ها ممکن است به ستاره خود نزدیک تر از آن سیاره کوچک به ستاره ما باشند.

«رائه هولکامب» (Rae Holcomb) دانشجوی مقطع دکتری فیزیک دانشگاه کالیفرنیا و از پژوهشگران این پروژه گفت: آن ها برای ما سیاره های عجیبی هستند زیرا ما چیزی را دقیقا شبیه به آنها در منظومه شمسی نداریم اما هرچه بیشتر منظومه های سیاره ای را مطالعه می کنیم، به نظر می رسد که آنها ممکن است رایج ترین نوع سیاره در کهکشان باشند.

چیزی که واقعا TOI- 1136 را متمایز می کند، جوان بودن این سیاره و ستاره کوتوله مرکزی آن است. ستاره TOI- 1136 تنها ۷۰۰ میلیون سال قدمت دارد و امکان دارد باستانی به نظر برسد اما در مقایسه با منظومه شمسی ۴.۵ میلیارد ساله و خورشید آن، یک کودک نوپا به نظر می رسد.

فترولف گفت:این امر به ما کمک می کند تا سیاره ها را بلافاصله پس از تشکیل شدن آن ها بررسی کنیم و در این میان، شکل گیری منظومه شمسی یک موضوع داغ است. هر زمان که ما یک منظومه چندسیاره ای را پیدا می کنیم، اطلاعات بیشتری به ما می دهد تا نظریه های خود را در مورد چگونگی پیدایش منظومه ها و چگونگی رسیدن منظومه شمسی به این جا پردازش کنیم.

درست مانند یک کودک نوپای بیش فعال، ردیابی کردن این ستاره های تازه متولدشده به دلیل بیش فعالی آنها دشوار است. برای ستاره های نوپا، این بیش فعالی به شکل مغناطیس شدید، لکه های خورشیدی شایع تر و شدیدتر و شراره های خورشیدی ظاهر شده است.

تشعشعات منتشرشده توسط ستاره های نوپا نه تنها آنها را برای مشاهده کردن چالش برانگیز می کنند، بلکه سیاره هایی را که به دور ستاره ها می چرخند، شکل می دهند و ویژگی های جوی آنها را به تصویر می کشند.

«استفن کین» (Stephen Kane) استاد اخترفیزیک سیاره ای «دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید» (UCR) و سرپرست این گروه پژوهشی گفت:ستاره های جوان همیشه بد رفتار می کنند. آنها درست مانند کودکان نوپا، بسیار فعال هستند. این ویژگی می تواند بررسی با دقت بالا را دشوار سازد. از سوی دیگر، این ویژگی به ما کمک خواهد کرد تا نه تنها یک به یک مقایسه کنیم که چگونه سیاره ها با گذشت زمان تغییر می کنند، بلکه کمک می کند تا بفهمیم که چگونه جو آنها در فواصل متفاوت از ستاره تکامل یافته است و این شاید کلیدی ترین نکته باشد.

احتمال میزبانی حیات

همه سیاره های موجود در منظومه TOI- 1136 نه تنها نسبتا هم سن محسوب می شوند ، بلکه از نظر فاصله فیزیکی نیز به هم نزدیک هستند. این ویژگی به پژوهشگران فرصت داد تا چیزی را بررسی کنند که مطالعه کردن آن در یک منظومه سیاره ای دیگر آسان نیست.

کین گفت: ما معمولاً زمانی که به دنبال سیاره ها هستیم، تأثیر سیاره ها را بر ستاره خودشان بررسی می کنیم. ما حرکت ستاره را می بینیم و این حرکت را بعنوان اثر گرانشی سیاره ها روی آن تفسیر می کنیم. همچنین، ما می توانیم سیاره ها را در حالی ببینیم که یکدیگر را می کِشند.

این نزدیکی به گروه امکان داد تا یک نیروی رزونانسی را در منظومه شناسایی کنند که نشان می دهد سیاره هفتم می تواند از نظر گرانشی بر ۶ سیاره تأییدشده تأثیر بگذارد.

پژوهشگران با استفاده از «تلسکوپ خودکار سیاره یاب» (APF Telescope) در «رصدخانه لیک» (Lick Observatory) واقع در کالیفرنیا و «طیف سنج اشل با وضوح بالا» (HIRES) در «رصدخانه کِک» (Keck Observatory) واقع در هاوایی توانستند تلوتلو خوردن ستاره کوتوله TOI- 1136 را که هنگام کشش سیاره ها روی آن ایجاد شده است ، تشخیص دهند.

ترکیب مشاهدات این حرکت با مدل های رایانه ای و داده های حاصل از سیاره هایی که از مقابل ستاره خود می گذرند، به پژوهشگران امکان داد تا جرم سیاره ها را با دقت بی سابقه ای تعیین کنند.

«کوری بیرد» (Corey Beard) دانشجوی مقطع دکتری فیزیک «دانشگاه کالیفرنیا، ارواین» ( UC Irvine) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: آزمون و خطا زمان زیادی برد اما ما واقعا از نتایج خود پس از توسعه یکی از پیچیده ترین مدل های منظومه سیاره ای در میان سیارات فراخورشیدی که تا به امروز بررسی شده اند، خوشحال بودیم.

احتمال این که سیاره های این منظومه بتوانند از حیات پشتیبانی کنند، در بهترین حالت به دلیل نزدیکی آن ها به ستاره میزبان، اندک به نظر می رسد. این بدان معناست که تشعشعات شدید ستاره احتمالا جو این سیاره ها را از بین می برد و آب مایع را که یک عنصر حیاتی برای زندگی به شمار می رود، می جوشاند.

کین گفت: من متقاعد شده ام که منظومه ما در جهان بسیار غیرعادی است. یافتن منظومه هایی برخلاف منظومه خودمان، این موضوع را آشکار می کند که منظومه شمسی ما چگونه در داستان شکل گیری پیرامون ستاره های دیگر قرار می گیرد.

این گروه پژوهشی اکنون تصمیم دارند منظومه TOI- 1136 را بیشتر مورد بررسی قرار دهند و امیدوارند که بتوانند سیاره هفتم را تائید کنند و به تعیین کردن ترکیبات جو سیاره ها بپردازند. شاید بتوان این نتیجه را با استفاده از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» به دست آورد.