ماهواره نقشهبردار فراخورشیدی گذرنده (TESS) ناسا همچنان یکی از موفقترین ابزارهای کشف سیارههای فراخورشیدی به شمار میرود. این مأموریت تاکنون هزاران نامزد سیاره فراخورشیدی را با رصد عبور آنها از مقابل ستاره میزبانشان شناسایی کرده است. اکنون پژوهشگران از کشف سیارهای جدید خبر دادهاند که برخلاف انتظار، با استفاده از روشی شناسایی شده که اساساً برای آن طراحی نشده بود.
روش اصلی TESS، «گذر» (Transit) است. در این روش، هنگامی که یک سیاره از مقابل ستاره خود عبور میکند، نور ستاره برای مدت کوتاهی اندکی کاهش مییابد. اگر این کاهش نور بهصورت منظم تکرار شود، احتمال وجود یک سیاره بسیار زیاد است.
اما روش دیگری به نام «ریزهمگرایی گرانشی» (Microlensing) نیز برای کشف سیارهها وجود دارد که بر پایه نظریه نسبیت عام عمل میکند. طبق این پدیده، جرم ستارهها و سیارهها باعث خم شدن فضا-زمان میشود. زمانی که یک ستاره از مقابل ستارهای دورتر عبور میکند، نور ستاره پسزمینه به دلیل اثر بزرگنمایی گرانشی برای مدت کوتاهی افزایش مییابد. اگر ستاره پیشزمینه دارای سیاره باشد، این پدیده یک افزایش نور ثانویه نیز ایجاد میکند که میتواند نشانه حضور آن سیاره باشد.
مالوری هریس، پژوهشگر دانشگاه نیومکزیکو و نویسنده اصلی این مطالعه، در بیانیهای گفت:
«TESS نزدیک به هشت سال است که آسمان را رصد میکند و بارها نواحی واقع در امتداد صفحه کهکشان را، جایی که این سامانه قرار دارد، بررسی کرده است. با وجود این پوشش گسترده، سیاره Gaia23bra b نخستین سیارهای است که بهطور قطعی با استفاده از دادههای TESS و از طریق روش ریزهمگرایی گرانشی کشف شده است.»
دایانا دراگومیر، استاد دانشگاه نیومکزیکو، نیز اظهار داشت:
«زمانی که TESS پرتاب شد، هیچکس تصور نمیکرد این مأموریت بتواند چنین سیارهای را کشف کند. این کشف نشان میدهد احتمالاً سیارههای دیگری نیز با روش ریزهمگرایی در دادههای TESS پنهان شدهاند که تاکنون کسی به دنبال آنها نبوده است.»
نخستین نشانه وقوع این رویداد ریزهمگرایی توسط رصدخانه فضایی گایا متعلق به آژانس فضایی اروپا (ESA) ثبت شد. این تلسکوپ که اکنون بازنشسته شده است، رویداد Gaia23bra b را شناسایی و اخترشناسان را از احتمال وجود یک سیاره آگاه کرد. با این حال، دادههای گایا برای بررسی دقیق این رویداد کافی نبود، اما خوشبختانه TESS نیز همزمان همان بخش از آسمان را زیر نظر داشت.
هریس در ادامه توضیح داد:
«دادههای گایا به اندازه کافی متراکم نبود تا بتواند سیاره را آشکار کند. اما TESS بهطور همزمان همان منطقه را رصد میکرد و پوشش زمانی دقیقتر آن، ویژگیهای اضافی موجود در منحنی نوری را که ناشی از حضور یک سیاره بودند، ثبت کرد.»
به کمک دادههای TESS، پژوهشگران برآورد کردند که این سیاره حدود ۱.۶۳ برابر مشتری جرم دارد و به دور یک ستاره نارنجیرنگ با جرمی معادل ۸۰ درصد جرم خورشید میگردد. فاصله مداری آن نیز تقریباً برابر با فاصله مدار مشتری از خورشید است.
اگرچه وقوع پدیده ریزهمگرایی تنها در صورت همراستایی تصادفی اجرام آسمانی امکانپذیر است، اما این روش امکان کشف انواعی از سیارهها را فراهم میکند که با روش گذر قابل شناسایی نیستند.
هریس در این باره گفت:
«مهمترین مزیت ریزهمگرایی این است که به سیارههایی حساس است که در فاصلههای بیشتری از ستاره میزبان خود قرار دارند. سیارههایی که بسیار نزدیک به ستاره هستند، از نظر گرانشی با جرم ستاره ترکیب میشوند و سیگنال مشخصی ایجاد نمیکنند. اما با ریزهمگرایی میتوان سیارههای کوچکتر را در فاصلههای مداری بیشتر، از جمله سیارههای واقع در منطقه قابل سکونت و حتی دورتر از آن، شناسایی کرد.»
دراگومیر نیز افزود:
«روشهای گذر و ریزهمگرایی کاملاً مکمل یکدیگر هستند، زیرا هرکدام گروهی از سیارهها را آشکار میکنند که روش دیگر ممکن است قادر به کشف آنها نباشد. علاوه بر این، اطلاعات متفاوتی نیز ارائه میدهند. روش گذر اندازه سیاره را مشخص میکند و با کمک سایر روشها میتوان جرم و چگالی آن را نیز به دست آورد. در مقابل، ریزهمگرایی جرم و فاصله مداری سیارههایی را مشخص میکند که در غیر این صورت هرگز قادر به مشاهده آنها نبودیم.»
پژوهشگران معتقدند با توجه به حجم عظیم دادههای جمعآوریشده توسط TESS، احتمال زیادی وجود دارد که رویدادهای ریزهمگرایی بیشتری در این آرشیو پنهان مانده باشند و در آینده با بررسیهای دقیقتر کشف شوند.
