کشف سه سیاره فراخورشیدی با ماهواره تس

MacTavish · 22/8/19

دانشمندان با استفاده از داده‌های ماهواره تس(TESS) و چندین تلسکوپ زمینی توانستند سه سیارۀ فراخورشیدی کشف کنند. یکی از این سیاره‌ها در ناحیه قابل سکونت ستاره واقع شده است، اگر این سیاره سنگی باشد، اندازه‌اش دو برابر اندازۀ زمین است.

این تصویر هنری سامانۀ ستاره‌ای GJ 357 را نشان می دهد. سیاره D در ناحیه قابل سکونت ستاره خود می چرخد. در این ناحیه، شرایط برای وجود آب مایع مهیاست. اگر GJ 357 d اتمسفر چگالی داشته باشد، که منتظر مطالعات آتی برای تعیین این قضیه هستیم، میتواند به قدر کافی گرما داشته باشد تا از وجود آب مایع پشتیبانی کند.

سیاره‌های جدید به دور ستاره‌ای موسوم به GJ 357 گردش می کنند؛ این ستاره کوتوله از نوع M است و تقریبا یک سوم ِ جرم و اندازه خورشید را داراست. همچنین، ۴۰% سردتر از خورشید ماست. این سامانه ۳۱ سال نوری از زمین فصله دارد و در صورت فلکی مار آبی واقع شده است. در ماه فوریه سال جاری، دوربین‌های تس در حالی این ستاره را رویت کردند که هر ۳٫۹ روز یکبار با کاهش نور مواجه می‌شد؛ متوجه شدیم که باید یک سیاره فراخورشیدی در حال گذر باشد.

«رافائل لوک» دانشجوی دکتری در موسسه اخترفیزیک جزایر قناری(IAC) در تنریف که سرپرستی تیم اکتشاف را بر عهده داشت، گفت: «به طریقی، این سیاره‌ها به مدت چندین سال دور از دسترس رصدخانه‌های مختلف در زمین باقی مانده بودند. باید دقت بیشتری در اندازه‌گیری‌هایمان به خرج میدادیم. حالا ماهواره تس ما را به ستارۀ جالبی هدایت کرده است.»

تصویری از ستارۀ GJ 357 که تلسکوپ زمینی سوبارو ثبت کرده است.

گذارهایی را که تس مشاهده کرد به سیاره GJ 357 b تعلق دارند؛ سیاره‌ای که ۲۲% بزرگتر از زمین است. این سیاره ۱۱ برابر نزدیکتر از عطارد به دور ستاره خود میچرخد. این عامل باعث می شود که از دمای متعادلی یعنی ۲۵۴ درجه سلسیوس برخوردار باشد. «انریک پاله» یکی از نویسندگان مقاله و اخترفیزیکدان گفت: «ما سیارۀ GJ 357 b را بعنوان زمین داغ در نظر می گیریم. اگرچه این سیاره قابلیت پشتیبانی از حیات را ندارد، اما نکته قابل توجه این است که سومین سیاره فراخورشیدی می‌باشد که در نزدیکترین فاصله به ستاره خود گردش می کند. همچنین این سیاره یکی از بهترین سیاره‌های سنگی است که ما برای اندازه‌گیری ترکیب هر اتمسفری که دارد، در اختیار داریم.»

اما همچنانکه محققان مشغول بررسی داده‌های زمینی برای تایید وجود زمین داغ بودند، دو سیاره دیگر را نیز کشف نمودند. دورترین سیاره‌ در این منظومه، GJ 357 d نام دارد و نکات جالب زیادی برای عرضه دارد.

اخترشناسان با تایید سیاره‌ای که ماهواره تس شناسایی کرده بود، دو سیاره دیگر را کشف کردند که به دور همان ستاره می‌چرخد. بیرونی‌ترین سیاره بنامGJ 357 d برای دانشمندان خیلی جالب است، زیرا همان مقدار انرژی از ستارۀ خود دریافت می‌کند که سیاره مریخ از خورشید ما می‌گیرد.

«دایانا کوزاکوفسکی» یکی از نویسندگان مقاله از موسسه اخترشناسی مکس پلانک در هایدلبرگ آلمان گفت: « سیارۀ GJ 357 d در لبه بیرونی ناحیه قابل سکونت ستارۀ خود قرار دارد. اگر اتمسفر این سیاره به قدر کافی چگال باشد، میتواند گرمای کافی را به دام بیندازد و شرایط برای وجود آب مایع در قسمت سطح فراهم گردد.»

این سیاره بدون اتمسفر، دارای دمای تعادل منفی ۵۳ درجه سلسیوس خواهد بود؛ در این شرایط، انتظار می‌رود دوره‌های سرد ِ یخبندان بر آن حکمفرما باشد و گزینه‌های سکونت‌پذیری از بین می رود. جرم این سیاره دستکم ۶٫۱ برابر زمین است و هر ۵۵٫۷ روز به دور ستارۀ خود میچرخد. ترکیب و اندازه این سیاره در هاله‌ای از ابهام قرار دارد.

اگرچه ماهواره تس برای مدت یک ماه به بررسی و رصد این ستاره پرداخت، اما پیش‌بینی محققان این است که هر گذاری احتمال دارد در بیرون از قدرت دید این ماهواره به وقوع پیوسته باشد، همچنین بررسی‌ها نشان میدهد گردش این سیاره قدری دارای نوسان است. سیاره میانه GJ 357 c نام دارد که جرمی حداقل ۳٫۴ برابر کره زمین دارد، در هر ۹٫۱ روز به دور ستارۀ خود میچرخد. دمای آن ۱۲۷ درجه سانتیگراد است.

محققان برای تایید وجود سیارۀ GJ 357 b و کشف همسایه‌های آن به اندازه‌گیری سرعت شعاعی ستاره پرداختند. سیارۀ در حال گردش نیروی گرانشی بر ستاره‌اش اِعمال می کند. این عامل منجر به حرکت رفلکس کوچکی می‌شود که اخترشناسان میتوانند به واسطۀ تغییرات رنگ در نور ستاره، آن را شناسایی کنند. اخترشناسان به دنبال سیاره‌هایی در اطراف ِ ستاره‌های درخشان هستند و در این راستا از داده‌های سرعت شعاعی بهره برده می برند. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله Astronomy & Astrophysics منتشر شده است.