بیشتر سیارههای فراخورشیدی که طی سه دهه گذشته کشف شدهاند، شباهت چندانی به سیارات منظومه شمسی ما ندارند. بخشی از این موضوع به این دلیل است که تنوع سیارات بسیار بیشتر از چیزی است که انتظار داشتیم. از سوی دیگر، پیدا کردن اجرامی که تفاوت زیادی با زمین دارند نیز آسانتر بوده است.
یکی از روشهای رایج برای کشف سیارات فراخورشیدی، روش گذر یا Transit Method نام دارد. اخترشناسان ستارهها را زیر نظر میگیرند و منتظر میمانند تا سیارات احتمالی از مقابل آنها عبور کنند. این اتفاق باعث کاهش جزئی در نور ثبتشده از ستاره میشود. البته مشاهده تنها یک افت نور کافی نیست و باید افتهای نوری منظم و تکرارشونده مشاهده شود. علاوه بر این، سیارات بزرگتر افت نور بیشتری ایجاد میکنند و به همین دلیل راحتتر شناسایی میشوند.
این ترکیب باعث شده مشاهدات ما به سمت سیارات بزرگتری که در مدارهای بسیار نزدیک به دور ستارههای کوچک میچرخند، سوگیری داشته باشد. شناسایی جرمی شبیه زمین به سالها مشاهده و تلسکوپهای بسیار دقیق نیاز دارد. اما تحقیقات جدید نشان میدهد که در حال نزدیک شدن به این هدف هستیم.
پژوهشگران از کشف یک غول گازی جدید خبر دادهاند که ۸ درصد از مشتری بزرگتر است و تقریباً پنج برابر جرم مشتری را دارد. این سیاره قطعاً هماندازه زمین نیست، اما نکته هیجانانگیز درباره آن به مدارش مربوط میشود.
این سیاره که NGTS-۳۸ b نام دارد، هر ۱۸۰ روز یکبار به دور ستاره خود میچرخد. ستاره میزبان آن از خورشید بزرگتر و درخشانتر است. اگرچه این مدت کوتاهتر از یک سال زمینی است، اما در مقایسه با بیشتر سیارات فراخورشیدی که تاکنون شناسایی شدهاند، دوره مداری بسیار طولانیتری دارد.
توبی رودل، پژوهشگر ارشد این مطالعه از دانشگاه کوئینز بلفاست، به IFLScience گفت:
«نام این سیاره NGTS-۳۸ b است؛ این نام از تأسیساتی گرفته شده که برای کشف آن استفاده کردیم، یعنی Next Generation Transit Survey.»
او افزود:
«این طولانیترین دوره مداری را در میان سیاراتی دارد که تاکنون با NGTS شناسایی کردهایم و همچنین یکی از طولانیترین دورههای مداری در میان سیارات فراخورشیدی گذری کشفشده تاکنون است.»
رودل و استاد راهنمای او، کریستوفر واتسون، در نشست ملی نجوم انجمن سلطنتی نجوم در بیرمنگام با IFLScience درباره این کشف و اهمیت آن برای تحقیقات مربوط به سیارات فراخورشیدی گفتوگو کردند.
رودل توضیح داد:
«ما وارد مرحله بسیار هیجانانگیزی شدهایم که در آن تعداد بیشتری از این سیارات را پیدا میکنیم. ممکن است حتی در عرض یک هفته، نیمدوجین سیاره دیگر با دورههای مداری طولانیتر کشف شوند.»
دوره مداری طولانی این سیاره قطعاً هیجانانگیز است، اما ویژگیهای خاص دیگری نیز دارد.
در حالی که مدار سیارات منظومه شمسی تقریباً دایرهای است، این سیاره در مداری بسیار بیضوی به دور ستاره خود میچرخد. در نزدیکترین فاصله، این سیاره به ستارهاش نزدیکتر از فاصله عطارد تا خورشید قرار میگیرد. در دورترین نقطه مدار نیز تقریباً به فاصله زمین از خورشید میرسد.
ستارهای که این سیاره به دور آن میچرخد، کمی کمتر از دو برابر خورشید اندازه دارد و جرم آن نیز حدود ۱.۵ برابر خورشید است؛ بنابراین بسیار درخشانتر از خورشید است. به همین دلیل، اگرچه این سیاره نسبت به بیشتر سیارات هماندازهای که با روش گذر کشف شدهاند سردتر است، اما به دلیل درخشش زیاد ستاره میزبان خود، همچنان بسیار داغتر از زمین است.
با این حال، همین درخشش یک فرصت مهم در اختیار اخترشناسان قرار میدهد. دانشمندان میتوانند از نور این ستاره برای بررسی دقیقتر ویژگیهای سیاره استفاده کنند. درک چگونگی شکلگیری و تکامل سیارات غولپیکر در اطراف ستارهها، برای شناخت بهتر شکلگیری منظومه شمسی خودمان اهمیت زیادی دارد.
این سیاره نخستین بار در روز کریسمس سال ۲۰۲۰ توسط ماهواره TESS ناسا، یعنی ماهواره نقشهبردار فراخورشیدی گذری، شناسایی شد. تیم رودل برای مشاهده دوباره این سیاره، سپس تلسکوپ NGTS در شیلی را بیش از ۲۰۰ شب به سمت ستاره میزبان آن نشانه گرفت.
این تلاش باعث ثبت دومین افت نور شد. تیم پژوهشی همچنین توانست لرزش بسیار کوچکی را در ستاره اندازهگیری کند که در اثر گرانش سیاره ایجاد شده بود. این روش نیز به دانشمندان اجازه داد وجود یک سیاره را تأیید کنند. این تحقیقات سالها زمان برد، اما چنین مدتزمانی برای یافتن سیاراتی که در فاصله زیادی از ستاره خود میچرخند، ضروری است.
کریستوفر واتسون به IFLScience گفت:
«اگر بخواهیم یک همتای زمین را پیدا کنیم، گسترش جستوجو به سمت دورههای مداری طولانیتر بسیار مهم است. برای من هیجانانگیز است که میتوانیم این کار را انجام دهیم و از ترکیبی از رصدخانههای فضایی و زمینی استفاده کنیم.»
او افزود:
«ما هنوز هیچ منظومه سیارهای را پیدا نکردهایم که حتی شباهت نزدیکی به منظومه شمسی خودمان داشته باشد. با وجود تمام این تلاشها، هنوز چنین منظومهای را پیدا نکردهایم؛ اما در چند سال آینده اتفاقات مهمی در راه است.»
در صدر این تحولات، مأموریت PLATO آژانس فضایی اروپا قرار دارد که انتظار میرود اوایل سال ۲۰۲۷ به فضا پرتاب شود و تحولی بزرگ در جستوجوی دنیاهای مشابه زمین ایجاد کند.
ماکسیمیلیان گونتر از آژانس فضایی اروپا پیشتر به IFLScience گفته بود:
«PLATO یک مأموریت پیشگامانه است که نهتنها سیارات فراخورشیدی جدید، بهویژه سیاراتی هماندازه و همجرم زمین در مدارهایی مشابه مدار یکساله زمین، پیدا خواهد کرد، بلکه درباره سن ستارهها و این دنیاها نیز اطلاعاتی در اختیار ما قرار میدهد.»
او افزود:
«ما واقعاً شاهد تغییر بزرگی در درک خود از دنیاهای دیگر خواهیم بود و این موضوع بسیار هیجانانگیز است.»
پس از PLATO، آژانس فضایی اروپا مأموریت ARIEL را نیز به فضا خواهد فرستاد. این مأموریت که قرار است در سال ۲۰۳۱ پرتاب شود، جو سیارات فراخورشیدی شناختهشده را با جزئیات بیشتری بررسی خواهد کرد.
در سطح زمین نیز، تقریباً در همین بازه زمانی، نسل جدید تلسکوپها وارد مرحله عملیاتی خواهد شد. ابتدا تلسکوپ بسیار بزرگ اروپا (ELT) و سپس تلسکوپ غولپیکر ماژلان فعالیت خود را آغاز خواهند کرد. انتظار میرود این تلسکوپها توانایی تصویربرداری مستقیم از دنیاهای سنگی را داشته باشند.
با وجود هیجان زیادی که درباره رصدخانههای فضایی جدید و تلسکوپهای بسیار پیشرفته و بزرگ زمینی وجود دارد، نباید تأسیسات قدیمیتری مانند NGTS را نادیده گرفت؛ زیرا این تلسکوپ نقش مهمی در این کشف ایفا کرده است.
واتسون با شوخی درباره تلسکوپهای زمینی گفت که تعمیر آنها بسیار آسانتر از تلسکوپهای مستقر در مدار زمین است:
«اگر مشکلی پیش بیاید، میتوانیم با یک پیچگوشتی و یک چکش کوچک به آنجا برویم و تعمیرش کنیم.»
این جهان همچنین بهطور مستقل توسط تیمی به رهبری فیلیپه روخاس و رافائل برام از دانشگاه آدولفو ایبانز در سانتیاگو، شیلی، کشف شده است.
