شناسایی سیارههای فراخورشیدی دوردست حتی در بهترین شرایط رصدی هم میتواند کاری پیچیده باشد. با این حال، تیمی از ستارهشناسان بهتازگی از کشف یک سیاره غولپیکر گازی به نام TOI-4465 b خبر دادهاند که در فاصلهای حدود ۴۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد. این سیاره در مدار خود که ۱۰۲ روز طول میکشد، حدود ۱۲ ساعت طول میکشد تا از مقابل ستارهاش عبور کند.
نخستینبار این سیاره توسط ماهوارهی TESS (ماهوارهی نقشهبردار سیارههای فراخورشیدی در حال گذر) به عنوان یک رویداد گذر شناسایی شد. گذر (transit) زمانی رخ میدهد که جسمی (مانند سیاره) از دید ناظر زمینی از مقابل ستارهاش عبور کند. برای مشاهده چنین پدیدهای، باید مدار سیاره دقیقاً در راستای دید ما قرار داشته باشد. البته اجسام دیگری مانند سیاهچالههای کوچک هم ممکن است از مقابل ستارهها عبور کنند. بنابراین صرفاً دیدن یکبار گذر، برای تأیید سیاره بودن TOI-4465 b کافی نبود. اخترشناسان باید این گذر را چندین بار مشاهده میکردند تا از واقعی بودن آن مطمئن شوند.
فرصتهای نادر برای رصد
از آنجا که این سیاره تنها هر ۱۰۲ روز یکبار از مقابل ستارهاش عبور میکند، دانشمندان در طول یک سال فقط سه فرصت رصدی برای آن دارند. دکتر زهرا عسک از دانشگاه نیومکزیکو، که سرپرستی این پروژه را برعهده داشت، میگوید:
«هر بار عبور حدود ۱۲ ساعت طول میکشد، اما یافتن ۱۲ ساعت متوالی آسمان صاف و تاریک در یک مکان بسیار نادر است. شرایط آبوهوایی، محدود بودن دسترسی به تلسکوپها و نیاز به پوشش پیوسته، کار را سختتر میکند.»
TOI-4465 b چیست؟
این سیارهی غولپیکر در دستهی سیارههایی قرار میگیرد که اندازهای مشابه یا بزرگتر از مشتری دارند. در واقع، شعاع آن حدود ۲۵٪ بزرگتر از مشتری و جرم آن تقریباً شش برابر مشتری است. با این حال، دمای آن در بازهای نسبتاً معتدل میان ۳۷۵ تا ۴۷۸ کلوین (حدود ۲۰۰ تا ۴۰۰ درجه فارنهایت) قرار دارد.
این دما و اندازه، TOI-4465 b را در گروهی خاص از مشتریهای گرم قرار میدهد که میان دو دستهی شناختهشده از سیارههای گازی قرار دارد: مشتریهای داغی که در فاصلهای بسیار نزدیک به ستارهشان با دورههای کمتر از ۱۰ روز گردش میکنند و مشتریهای سرد مانند مشتری خودمان که در مدت ۱۱.۸ سال به دور خورشید میگردد. اگر TOI-4465 b در منظومه شمسی بود، جایگاهی بین عطارد و ناهید داشت. اندازه، مدار و دمای آن باعث میشود این سیاره هدفی مناسب برای رصدهای دقیق آینده باشد؛ بهویژه توسط تلسکوپ جیمز وب (JWST) که میتواند جو آن را نیز بررسی کند.
اهمیت این کشف
اعتبار تصویر: ESO / M. Kornmesser
دکتر عسک میگوید:
«کشف سیارههایی با مدارهای بلند (بیش از ۱۰۰ روز) دشوار است، چون فرصتهای رصدی برای آنها بسیار محدود است. به همین دلیل، این دسته از سیارهها در فهرست کنونی سیارههای فراخورشیدی ما کمتر حضور دارند. اما بررسی آنها اطلاعات ارزشمندی دربارهی چگونگی شکلگیری و تحول سامانههای سیارهای در شرایط معتدلتر ارائه میدهد.»
حل یک چالش رصدی با علم شهروندی
برای غلبه بر چالشهای رصدی، تیم تحقیقاتی از توان دانشعلمی شهروندی بهره گرفت. آنها فراخوانی منتشر کردند و از علاقهمندان به اخترشناسی در سراسر جهان خواستند با تلسکوپهای شخصیشان این سیاره را رصد کنند. در نهایت، دستکم ۲۴ ستارهشناس داوطلب از ۱۰ کشور در این پروژه مشارکت کردند و توانستند با توزیع جغرافیایی خود، بازهی ۱۲ ساعتهی گذر سیاره را پوشش دهند.
دادههای آنها با دادههای رصدخانههای حرفهای مانند پالومار (کالیفرنیا)، ویپل (آریزونا)، لا سیلا (شیلی) و دیگران تکمیل شد.
عسک گفت:
«کشف و تأیید TOI-4465 b نهتنها دانش ما از سیارههای دوردست را گسترش میدهد، بلکه نشان میدهد علاقهمندان به نجوم میتوانند نقش مستقیمی در پژوهشهای علمی ایفا کنند. این نمونهای عالی از قدرت علم شهروندی و همکاری جهانی در نجوم است.»
زیرساختهای جهانی برای همکاری
چند برنامه کلیدی در شکلگیری این همکاری مؤثر بودند؛ از جمله:
- دادههای اولیهی ماهوارهی TESS
- اعضای گروه TFOP SG1 (زیرمجموعهی برنامه پیگیری TESS)
- شبکهی علم شهروندی Unistellar که تلسکوپهای هوشمند استاندارد و پردازش دادهی یکنواخت فراهم میکنند
- گروه کاری TSTPC به سرپرستی دکتر دیانا دراگومیر که تخصص در شناسایی و پیگیری سیارات گذری دارد.
عسک افزود:
«ساختار منسجم این شبکهها باعث شده شهروندان داوطلب بتوانند دادههای باکیفیتی ارائه دهند و همکاری مؤثری با جامعهی علمی حرفهای داشته باشند.»
علم شهروندی؛ پلی میان مردم و پژوهش
استفاده از تلسکوپهای آماتوری در پژوهشهای علمی پدیدهای تازه نیست. برای نمونه، در دههی 1358 برنامهی پایش بینالمللی دنبالهدار هالی با مشارکت ناظران داوطلب از سراسر جهان شکل گرفت. در دهههای بعد، برنامههای مشابهی برای بررسی ستارگان متغیر، ابرنواخترها، کسوفها و… اجرا شد. امروزه، علم شهروندی در حوزههای دیگری مانند زیستشناسی، پزشکی و محیطزیست نیز رشد کرده است و به دانشمندان کمک میکند دادههایی وسیعتر، در زمانهایی طولانیتر و با بودجهای کمتر گردآوری کنند.