کشف ۱۸ سیاره فراخورشیدی جدید به اندازه زمین
پژوهشگران موفق شدند ۱۸ سیاره‌ی فراخورشیدی تقریبا هم‌اندازه با زمین را کشف کنند؛ سیاره‌هایی که کوچک هستند و در پژوهش‌های قبلی، اثری از آن‌ها دیده نشده بود. یکی از سیاره‌های این مجموعه، کوچک‌ترین سیاره‌ی فراخورشیدی شبه‌زمین است که تاکنون شناخته شده است و از طرفی احتمال وجود حیات روی یکی از سیاره‌های دیگر وجود دارد. پژوهشگران در این پژوهش با حساسیت فراوان باردیگر بخشی از داده‌های تلسکوپ فضایی کپلر ناسا را بررسی کردند.
تاکنون، تقریبا بیش از چهارهزار سیاره در اطراف ستاره‌های دیگر شناسایی شده که ۹۶ درصد از آن‌ها بزرگ‌تر از زمین هستند و اغلب آن‌ها را ازنظر اندازه می‌توان با غول‌های گازی منظومه‌ی شمسی مثل نپتون و مشتری مقایسه کرد. ازآنجاکه رصد سیاره‌های کوچک‌تر دشوارتر است، این رصدها آمار واقعی سیاره‌های خارجی را نشان نمی‌دهند. علاوه‌براین، دنیاهای کوچک، به‌ویژه سیاره‌های فراخورشیدی سکونت‌پذیر، اهداف خوبی برای جست‌وجوی حیات شبه‌زمینی محسوب می‌شوند.
در میان ۱۸ سیاره‌ی شبه‌زمین، اندازه‌ی کوچک‌ترین سیاره برابر با ۶۹ درصد سیاره‌ی زمین و قطر بزرگ‌ترین سیاره هم دوبرابر قطر زمین است. تمام این سیاره‌ها در یک ویژگی مشترک هستند: به‌دلیل حساس‌نبودن الگوریتم جست‌وجو، در داده‌های قبلی تلسکوپ فضایی کپلر مشاهده نشده بودند.
دانشمندان برای جست‌وجوی دنیاهای دوردست، اغلب از روشی به‌نام گذار استفاده می‌کنند که در آن، نوسان‌های دوره‌ای درخشش نور ستاره را بررسی می‌کنند. اگر در اطراف هر ستاره، سیاره‌ای با صفحه‌ی مداری هم‌تراز با خط دید زمین وجود داشته باشد، این سیاره هنگام تکمیل مدار خود، بخشی از نور ستاره‌اش را مسدود می‌کند. دکتر رنه هلر دراین‌باره می‌گوید:
هدف الگوریتم‌های جست‌وجوی استاندارد، شناسایی نوسان‌ها و افت ناگهانی درخشش ستاره است و معمولا لبه‌ها درمقایسه‌با مرکز مدار تاریک‌تر هستند. وقتی سیاره‌ای از مقابل ستاره عبور می‌کند، نور کمتری درمقایسه‌با اواسط گذار مسدود می‌کند؛ بنابراین، ستاره در مرکز گذار در تاریک‌ترین حالت ممکن قرار دارد و سپس، باردیگر درخشندگی خود را به‌دست می‌آورد.
سیاره‌های بزرگ معمولا نوسان‌های واضح و شدیدتری در درخشش ستاره‌ی میزبان خود به‌وجود می‌آورند؛ بنابراین، تغییرات اندک درخشش مرکز تا لبه‌ی گذار نقش کمی در کشف آن‌ها ایفا می‌کند. لبه‌ی ستاره به اثر نوری در ستارگان گفته می‌شود که در آن، بخش مرکزی دیسک روشن‌تر از لبه‌ی تصویر است.
شایان ذکر است کشف سیاره‌های کوچک دشوارتر است؛ زیرا اثر آن‌ها بر درخشندگی ستاره اندک است و به‌سختی می‌توان نوسان‌های نور آن‌ها را از نویزهای دیگر، مثل خطای رصد، تشخیص داد. بااین‌حال، به‌عقیده‌ی رنه هلر و همکارانش، درصورت استفاده از منحنی واقعی‌تر نور در الگوریتم جست‌وجو، می‌توان حساسیت روش گذار را بهبود داد. مایکل هیپک، از رصدخانه‌ی سونبرگ می‌گوید:
الگوریتم ما تصویری واقعی‌تر از جمعیت سیاره‌های فراخورشیدی ارائه می‌دهد. این روش گام معنادار روبه‌جلویی، به‌ویژه درزمینه‌ی جست‌وجوی سیاره‌های شبه‌زمین، محسوب می‌شود.
پژوهشگران از داده‌های تلسکوپ فضایی کپلر به‌عنوان بستر آزمایش الگوریتم جدید خود استفاده کردند. در مرحله‌ی اولیه‌ی مأموریت بین سال‌های ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۳، کپلر افت‌های نوری بیش از ۱۰۰ هزار ستاره را ثبت کرد که به کشف بیش از ۲,۳۰۰ سیاره‌ی جدید منجر شد تا اینکه پس از بروز نقصی فنی، تلسکوپ باید در حالت رصد جایگزین موسوم به مأموریت K2 (زندگی دوباره‌ی کپلر) به‌کار گرفته می‌شد.
کپلر تا پایان سال ۲۰۱۸، موفق شد بیش از ۱۰۰ هزار ستاره‌ی دیگر را رصد کند. پژوهشگران به‌عنوان نمونه‌ی آزمایش اولیه‌ی الگوریتم باردیگر ۵۱۷ ستاره از K2 را تحلیل کردند که گمان می‌رفت میزبان حداقل یک سیاره‌ی در‌حال‌گذار باشند. علاوه‌بر سیاره‌های گذشته، ۱۸ سیاره‌ی جدید کشف شدند که در پژوهش‌های قبلی از نظر دور مانده بودند. به‌گفته‌ی کای رودنبک، از دانشگاه گوتینگن، سیاره‌های جدید در اغلب منظومه‌های سیاره‌ای از کوچک‌ترین سیاره‌ها هستند.
یکی از سیاره‌های کشف‌شده از شرایط مناسبی برای حیات برخوردار است
علاوه‌براین، فاصله‌ی مدار اغلب سیاره‌های جدید تا ستاره‌ی میزبان خود، کمتر از نمونه‌های قبلی بود؛ بنابراین، انتظار می‌رود دمای سطح سیاره‌های جدید بیش از صد درجه‌ی سانتی‌گراد باشد و حتی دمای برخی از آن‌ها تا هزار درجه‌ی سانتی‌گراد افزایش یابد. تنها یکی از این منظومه‌ها استثنا هستند: سیاره‌ای که احتمالا در محدوده‌ی سکونت‌پذیر یک کوتوله‌ی سرخ قرار دارد. این سیاره در چنین فاصله‌ی مطلوبی، می‌تواند از آب مایع سطح برخوردار باشد که یکی از پیش‌نیازهای ضروری برای رشد حیات است.
البته، پژوهشگران نمی‌توانند روش خود را برای تمام سیاره‌های بررسی‌شده اعمال کنند. علاوه‌براین، بررسی سیاره‌های کوچک واقع در فاصله‌ای دورتر از ستاره‌ی خود دشوارتر است؛ زیرا این سیاره‌ها به زمان بیشتری برای تکمیل مدار نیاز دارند. درنتیجه، گذار در مدارهای عریض به‌ندرت رخ می‌دهد و کشف سیگنال‌ها دشوارتر می‌شود.
روش هلر و همکارانش دیدگاه‌های جذابی به‌وجود می‌آورند. مأموریت کپلر علاوه‌بر ۵۱۷ ستاره‌ای که تاکنون کشف شده‌اند، از مجموعه‌ی داده‌ای گسترده‌تری شامل صدهاهزار ستاره‌ی دیگر برخوردار است. به‌عقیده‌ی پژوهشگران، با این روش می‌توان در مأموریت اصلی کپلر بیش از صد سیاره‌ی شبه‌زمین پیدا کرد.
به‌گفته‌ی پروفسور لاورنت گیزون، روش جدید برای آماده‌سازی مأموریت PLATO مناسب است که در سال ۲۰۲۶، سازمان فضایی اروپا آن را پرتاب خواهد کرد. PLATO تعداد زیادی از منظومه‌های چندسیاره‌‌ای در اطراف ستاره‌های شبه‌خورشید را کشف و بررسی می‌کند که احتمال وجود حیات در برخی از آن‌ها وجود دارد.
نظرات