هر سیاره جدید داده‌های بیشتری به تلاش علمی برای درک آنچه در حال رخ دادن است و چگونگی پیدایش شرایط موجود وارد می‌کند. با این حال، برخی سیاره‌ها ویژگی‌هایی دارند که آن‌ها را به توجه و پیگیری دقیق‌تری دعوت می‌کنند.
این موضوع درباره یک سیاره جدید فراخورشیدی صدق می‌کند. این سیاره، که یک ابرزمین است و در مداری غیرعادی می‌چرخد، فرصتی را برای ستاره‌شناسان فراهم می‌آورد تا ایده‌های قابل سکونت بودن و نواحی قابل سکونت خوشبینانه و بدبینانه را آزمایش کنند.
سیاره HD 20794 d نام دارد و در مداری به دور یک ستاره مشابه خورشید که حدود ۲۰ سال نوری از ما فاصله دارد، می‌چرخد. مدار بیضوی آن آن را از ۰.۷ تا ۱.۵ واحد نجومی از ستاره میزبانش می‌برد. این سیاره نیمی از زمان خود را خارج از ناحیه قابل سکونت پیش‌بینی‌شده سپری می‌کند و سپس به درون این ناحیه باز می‌گردد و کمی به داخل آن می‌رود.
آیا ممکن است حیات در چنین سیاره‌ای بقای خود را حفظ کند؟
از نظر فاصله از ستاره، این سیاره به‌طور نسبی نزدیک است و چون ستاره آن درخشان است، موقعیت مناسبی برای مشاهده و مطالعه فراهم می‌آورد. کشف این سیاره اولین بار در سال ۱۴۰۲ گزارش شد و در تحقیق جدیدی، یک تیم از ستاره‌شناسان وجود آن را تأیید کرده و توضیح داده‌اند که این سیاره مکان مناسبی برای مطالعات بیشتر است.
تحقیقات جدید تحت عنوان “بازبینی سیستم چند سیاره‌ای ستاره نزدیک HD 20794” منتشر شده و در مجله اخترشناسی و اخترفیزیک به چاپ رسیده است. نویسنده اصلی این مقاله N. Nari از مؤسسه اخترفیزیک کاناریا در اسپانیا است.
اگرچه HD 20794 d چند سال پیش کشف شد، اما تا پیش از این تحقیق جدید به‌عنوان یک کاندیدا باقی مانده بود. این سیاره به سیاره ۶۴۰ روزه معروف بود زیرا به‌نظر می‌رسید که مداری حدود ۶۴۰ روزه به دور ستاره خود دارد. این مطالعه جدید جزئیات بیشتری از سیاره ارائه می‌دهد، از جمله اینکه آن کاندیدای مناسبی برای مطالعه جو است. زیرا سیاره به داخل و خارج از ناحیه قابل سکونت ستاره خود حرکت می‌کند، این فرصت را فراهم می‌کند تا بیشتر درباره قابلیت سکونت و آزمودن مدل‌های علمی بیاموزیم.
ژاویه دوموسک، استادیار و پژوهشگر در دپارتمان اخترشناسی دانشگاه ژنو و نویسنده همکار مطالعه توضیح می‌دهد: “HD 20794 که HD 20794 d به دور آن می‌چرخد، یک ستاره عادی نیست”. “درخشندگی و نزدیکی آن، آن را به یک کاندیدای ایده‌آل برای تلسکوپ‌های آینده تبدیل می‌کند که مأموریت آن‌ها مشاهده جو سیارات فراخورشیدی به‌طور مستقیم خواهد بود.”
از آنجا که این سیاره به‌طور نسبی نزدیک و درخشان است، هدف مشاهدات متعددی قرار گرفته است. اخترشناسان داده‌های ۲۰ ساله‌ای از امکاناتی مانند HARPS و ESPRESSO دارند تا با آن‌ها کار کنند. HARPS دستگاه جستجوگر سرعت شعاعی با دقت بالا و ESPRESSO دستگاه طیف‌سنج برای سیارات صخره‌ای و مشاهدات طیفی ثابت است.
تشخیص ابرزمین دشوار بود. داده‌های ۲۰ ساله کمک کرد، اما توسعه یک الگوریتم جدید به نام YARARA برای یافتن سیاره در داده‌ها ضروری بود. YARARA یک الگوریتم کاهش داده است که اخیراً در دانشگاه ژنو توسعه یافته است. سیارات اغلب به‌وسیله نویز موجود در داده‌ها پنهان می‌شوند و YARARA می‌تواند از میان داده‌ها عبور کرده و نویز را فیلتر کند.
“ما داده‌ها را برای سال‌ها تحلیل کردیم و منابع آلودگی را با دقت از بین بردیم”، توضیح می‌دهد میشل کِرتینیه، پژوهشگر پسادکتری در دانشگاه آکسفورد و نویسنده همکار مطالعه. کِرتینیه همچنین نویسنده اصلی مقاله ۲۰۲۳ است که کشف اولیه HD 20794 d را گزارش کرد.
کشف HD 20794 d باعث شده تا اخترشناسان تمایل بیشتری به نظارت دقیق‌تر بر ستاره پیدا کنند. “سطح فعالیت کم ستاره‌ای و درخشندگی HD 20794 این هدف را به یکی از کاندیداهای مناسب‌ترین برای این منظور تبدیل کرده است”، نویسندگان توضیح می‌دهند.
سیستم میزبان سه سیاره است و این تحقیق نتیجه‌گیری می‌کند که هر سه آن‌ها ابرزمین هستند، اگرچه احتمال اینکه HD 20794 d یک مینی-نپتون با جو هیدروژنی/هلیومی غیرقابل چشم‌پوشی باشد وجود دارد. این سیاره در مداری بیضوی با انحراف ۰.۴۵ می‌چرخد و حدود ۵.۸ برابر جرم زمین را دارد.
جالب‌ترین ویژگی این سیاره، مدار آن است. “دوره مداری HD 20794 d هم در ناحیه خوشبینانه و هم در ناحیه محافظه‌کارانه قابل سکونت قرار دارد”، نویسندگان در تحقیق خود می‌نویسند. “این یک نتیجه جالب است زیرا ما نمونه‌های زیادی از سیارات با جرم کمتر از ۱۰ برابر زمین با اندازه‌گیری جرم از طریق سرعت شعاعی در ناحیه قابل سکونت ستارگان مشابه خورشید نداریم.”
این سیاره بین لبه داخلی ناحیه قابل سکونت ستاره خود (۰.۷۵ واحد نجومی) و خارج از آن (۲ واحد نجومی) حرکت می‌کند. اگر سیاره آب داشته باشد، آب آن بین حالت یخ‌زده و مایع تغییر حالت می‌دهد و این روند به‌طور مکرر تکرار می‌شود.
این سیاره هیجان‌انگیز است. نه تنها یک مدار غیرعادی دنبال می‌کند، بلکه به ستاره‌ای درخشان نزدیک است و در مداری به دور آن می‌چرخد. “نزدیکی سیستم سیاره‌ای، به‌علاوه فاصله ستاره و سیاره و نسبت کنتراست سیاره به ستاره، این سیاره را به کاندیدای خوبی برای شبیه‌سازی جو در آینده از طریق امکانات تصویربرداری مستقیم تبدیل می‌کند”، نویسندگان می‌نویسند.
یکی از این امکانات، دستگاه ANDES است که در تلسکوپ بزرگ بسیار جنوبی (VLT) قرار دارد. ANDES مخفف Spectrograph برای طیف‌نگاری با دقت بالا است. این دستگاه یک ابزار با وضوح بالا است که می‌تواند نشانه‌هایی از حیات را در سیارات مشابه زمین جستجو کند. تشخیص نشانه‌های حیات در جو سیارات فراخورشیدی یکی از مهم‌ترین موارد علمی این ابزار است.
نشانه‌های حیات در HD 20794 d به‌راحتی برای دانشمندان نمایان نخواهد شد. این کار نیاز به تلاش‌های زیادی در میان رشته‌های علمی مختلف دارد. برخی از این تلاش‌ها شروع شده است. پژوهشگران در مرکز حیات در جهان (CVU) در دانشکده علوم دانشگاه ژنو در حال مطالعه شرایط قابل سکونت این سیاره هستند.
