کشف ۴ سیاره فراخورشیدی در یکی از نزدیکترین ستارگان به زمین

به گزارش ایسنا، ستاره «بارنارد»(Barnard) یک ستاره کوچک و کم‌نور است که ستاره‌شناسان آن را «کوتوله سرخ» می‌نامند. این ستاره یکی از نزدیکترین ستارگان به زمین است و اکنون چهار سیاره کوچک در حال چرخش به دور این ستاره کشف شده است.

این سیارات تازه کشف شده تنها حدود ۳۰ درصد جرم زمین، جرم دارند و آنچنان به ستاره «بارنارد» نزدیک هستند که یک سال در آنها تنها چند روز به طول می‌انجامد.

با وجود کمترین فاصله این ستاره با سیاره زمین، نور آن تنها ۶ سال طول می‌کشد که به زمین برسد، اما آنقدر ضعیف است که با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شود.

اندازه ستاره«بارنارد» به سیاره مشتری نزدیکتر است. سه ستاره‌ای که منظومه «آلفا قنطورس»(Alpha Centauri) را تشکیل می‌دهند، به همراه این ستاره از نزدیکترین ستاره‌ها به ما هستند.

به نقل از فیز، سیاراتی که به تازگی در اطراف ستاره «بارنارد» کشف شده‌اند، بسیار کم‌نور هستند و نمی‌توان آنها را حتی با تلسکوپ نیز به راحتی دید، پس آنها چگونه دیده شدند؟ پاسخ در تأثیر جاذبه آنها بر ستاره نهفته است.

جاذبه گرانشی متقابل، سیارات را در مدار خود نگه می‌دارد و ستاره را به حرکت درمی‌آورد که این حرکت توسط ابزارهای طیف‌نگار حساس شناسایی می‌شود. طیف‌نگارها نور این ستاره را به طول موج‌های تشکیل‌دهنده آن تجزیه می‌کنند. همچنین می‌توان از آنها برای اندازه‌گیری حرکت ستاره استفاده کرد.

با این حال، این چالشی مهم برای شناسایی رفتار خود ستاره است. ستارگان سیال هستند و کوره اتمی در هسته آنها تکانش‌هایی را ایجاد می‌کند که میدان مغناطیسی به وجود می‌آورد (مانند تکانش شدید هسته مذاب زمین که باعث تولید میدان مغناطیسی در زمین می‌شود). سطح ستاره‌های «کوتوله سرخ» مملو از طوفان‌های مغناطیسی است. این فعالیت می‌تواند وجود یک سیاره را شبیه‌سازی کند، در حالی که سیاره‌ای در آنجا وجود ندارد.

فرآیند یافتن سیارات با این روش با ساخت ابزارهای طیف‌نگار بسیار حساس آغاز می‌شود. آنها بر روی تلسکوپ‌های به اندازه کافی بزرگی نصب می‌شوند تا نور کافی را از ستاره دریافت کنند. سپس نور به طیف‌نگارها فرستاده می‌شود که داده‌ها را ثبت می‌کند. پس از آن، ستاره‌شناسان یک ستاره را ماه‌ها یا سال‌ها رصد می‌کنند و پس از سنجیدن دقیق داده‌های به‌دست‌آمده و محاسبه فعالیت‌های مغناطیسی ستاره‌ای، از آنها برای شناسایی نشانه‌های کوچک از سیارات در حال چرخش استفاده می‌کنند.

تیمی به سرپرستی «جونای گونزالز هرناندز» (Jonay González Hernández) از مؤسسه اخترفیزیک جزایر قناری در سال ۲۰۲۴، گزارشی مبنی بر چهار سال رصد بر ستاره بارنارد با «طیف‌نگار اسپرسو» (نوعی از طیف‌نگار جهت مشاهدات طیف‌سنجی فراسیاره‌ای سنگی) در «تلسکوپ بسیار بزرگ» در رصدخانه جنوبی اروپا در شیلی ارائه داد. آنها یک سیاره مشخص را شناسایی کرده و گزارشی شامل نشانه‌هایی از وجود سه سیاره دیگر را ارائه کرده بودند.

اکنون تیمی به سرپرستی«ریتویک باسانت»(Ritvik Basant) از دانشگاه شیکاگو در طول سه سال رصد، ابزار «مارون-ایکس»(Maroon-X) را بر روی تلسکوپ «جیمنای نورث»(Gemini North) اضافه کردند. بررسی داده‌های آنها وجود سه سیاره از چهار سیاره را تأیید کرد، در حالی که ترکیب هر دو دسته از داده‌ها حاکی از وجود چهار سیاره بود.

زمانی که یافته‌های جدید در دنیای علم، در محدودیت‌های فعلی نگنجند، باید از صحت یافته‌ها اطمینان پیدا کرد. از این جهت زمانی که این تیم‌ با استفاده از تلسکوپ‌ها، ابزارها و کدهای رایانه‌ای مختلف به نتایج یکسانی رسیدند، صحت یافته‌های آنها تایید شد.

این سیارات یک منظومه فشرده را تشکیل می‌دهند که دارای دوره‌های مداری کوتاه، بین دو تا هفت روز زمینی هستند. برای مقایسه نزدیکترین سیاره خورشیدی به ما یعنی عطارد در ۸۸ روز به دور خورشید می‌چرخد. این احتمال وجود دارد که جرم آنها کمتر از جرم زمین باشد. آنها احتمالاً سیارات سنگی هستند، با سطوح سنگی برهنه که مورد حمله تشعشعات ستاره میزبان خود قرار گرفته‌اند. آنها برای نگهداری آب مایع دارای دمای بسیار بالایی هستند و این احتمال وجود دارد که هر گونه جوی در آنها از بین رفته باشد.

این تیم‌ها به دنبال سیاره‌هایی با دوره مداری طولانی‌تر و دورتر در منطقه قابل سکونت ستاره (جایی که آب مایع در سطح سیاره موجود باشد) بودند، اما سیاره‌ای را شناسایی نکردند.

اطلاعات دیگر در مورد این سیارات جدید، مانند اندازه تخمینی آنها در دسترس نیست. بهترین راه برای یافتن این اطلاعات نظارت بر گذر آنها از مقابل ستاره‌شان است. زمانی که سیارات از مقابل ستاره خود عبور می‌کنند، می‌توان میزان انسداد نور ستاره‌ توسط آنها را اندازه‌گیری کرد، اما جهت‌گیری و چرخش سیارات در ستاره «بارنارد» به گونه‌ای نیست که ما بتوانیم این جزئیات را تشخیص دهیم.

با این وجود، سیارات ستاره «بارنارد» به ما اطلاعاتی درباره شکل‌گیری سیارات دیگر می‌دهند. آنها در یک قرص پیش‌سیاره‌ای(protoplanetary disk) از مواد تشکیل می‌شوند که در دوران جوانی ستاره به دور آن می‌چرخند.

ذرات گرد و غبار به هم چسبیده و به تدریج صخره‌هایی ساخته می‌شوند که در سیاره‌ها انباشته می‌شوند. «کوتوله‌های سرخ» رایج‌ترین نوع ستارگان هستند و به نظر می‌رسد که اکثر آنها سیاره دارند. هر زمان که مشاهدات کافی از چنین ستارگانی به دست آوریم، سیاره‌های جدیدی را کشف می‌کنیم. در نتیجه احتمالاً تعداد سیارات در کهکشان ما بسیار بیشتر از ستاره‌هاست.

اغلب سیاراتی که کشف شده‌اند، نزدیک به ستاره خود هستند. آنها داخل منطقه قابل سکونت منظومه خود قرار دارند و سهولت در یافتن آنها تا حد زیادی به دلیل نزدیکی آنها به زمین است. نزدیکتر بودن به این معناست که کشش گرانشی آنها بیشتر است و دارای دوره‌های مداری کوتاه‌تری هستند. بنابراین ستاره‌شناسان مجبور نیستند ستاره را برای مدت طولانی زیر نظر داشته باشند. همچنین احتمال گذر آنها افزایش می‌یابد و بنابراین در بررسی‌های گذری مشاهده می‌شوند.

ماموریت «پلاتو»(به معنی افلاطون) متعلق به آژانس فضایی اروپا که قرار است در سال ۲۰۲۶ پرتاب شود، برای یافتن سیارات دورتر از ستارگانشان طراحی شده است. این ماموریت می‌تواند سیارات فراخورشید بیشتری را در مناطق قابل سکونت ستاره خود کشف کند و همچنین اطلاعاتی به ستاره‌شناسان در رابطه با غیر عادی بودن یا نبودن منظومه شمسی که سیاره‌ای خیلی نزدیک به خود ندارد، بدهد.

این مقاله در The Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.

انتهای پیام