کشف چهار سیاره شبیه به زمین در مدار دومین ستاره نزدیک به خورشید

براساس پژوهشی جدید، یک گروه چهارتایی از سیاره‌های شبیه به زمین، هر یک با اندازه‌ای حدود ۲۰ درصد تا ۳۰ درصد اندازه‌ی سیاره‌ی ما، به دور یکی از نزدیک‌ترین همسایگان ستاره‌ای ما در حال چرخش هستند. این دنیاهای سنگی بیگانه آن‌قدر نزدیک‌اند که نسل‌های آینده‌ی بشر ممکن است بتوانند با فناوری پیشرفته‌ی پیشرانه‌ی موشکی به آن‌ها سفر کنند. بااین‌حال، بعید است که در آنجا حیات پیدا کنیم.

ستاره‌شناسان مدت‌ها مشکوک بودند که حداقل یک سیاره‌ی فراخورشیدی به دور بارنارد، ستاره‌ای از نوع کوتوله‌ی سرخ با جرمی حدود یک‌ششم خورشید،  در حال گردش است. این ستاره که ۵٫۹۷ سال نوری از زمین فاصله دارد، چهارمین ستاره‌ی نزدیک به منظومه‌ شمسی ما پس از سه ستاره‌ی واقع در منظومه‌ی آلفا قنطورس است. (پنج سیاره‌ی احتمالی نیز در اطراف ستارگان آلفا قنطورس شناسایی شده‌اند، اما همه آن‌ها هنوز تأیید نشده‌اند.)

در گذشته، محققان تصور می‌کردند که ستاره‌ی بارنارد دارای یک سیاره‌ی فراخورشیدی غول‌پیکر مشابه مشتری است، زیرا این ستاره اغلب به زمین نزدیک‌تر و سپس دورتر می‌شود. این امر نشان می‌دهد که چیزی به‌طور گرانشی بر ستاره تأثیر می‌گذارد، مشابه تأثیری که ماه بر زمین دارد و باعث جزر و مد می‌شود. بااین‌حال، اثبات وجود چنین سیاره‌ای دشوار بوده است.

پژوهشگرها در پژوهشی جدید که ۱۱ مارس در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد، می‌گویند این نوسانات به‌جای یک سیاره‌ی غول‌پیکر گازی، در واقع نتیجه‌ی نیروی ترکیبی چهار سیاره‌ی سنگی کوچک‌تر است که هر یک حدود چهار برابر عطارد جرم دارند. ریتویک باسانت، نویسنده اصلی پژوهش و دانشجوی دکترای دانشگاه شیکاگو در بیانیه‌ای گفت:

این یک کشف واقعاً هیجان‌انگیز است. ستاره‌ی بارنارد همسایه‌ی کیهانی ماست، و با این حال، ما چیز کمی درباره‌ی آن می‌دانیم.

به‌گفته‌ی پژوهشگرها، جهان‌های تازه‌کشف‌شده که هنوز به‌طور رسمی نام‌گذاری نشده‌اند، آن‌قدر به ستاره‌ای والد خود نزدیک‌اند که در عرض چند روز به دور آن می‌چرخند. درنتیجه احتمالاً داغ‌تر از آن هستند که برای سکونت حیات مناسب باشند. یافته‌ی جدید همچنین احتمال چرخش هر سیاره‌ی دیگر در کمربند حیات بارنارد را رد می‌کند.

اکثر سیاره‌های فراخورشیدی زمانی کشف می‌شوند که از مقابل ستاره‌ی میزبان خود می‌گذرند و مقداری از نور آن را که به سمت زمین می‌آید، مسدود می‌کنند. اما در این مورد، محققان معتقدند که ما از بالا به ستاره‌ی بارنارد نگاه می‌کنیم، به این معنی که سیاره‌های آن از بین ستاره و ما عبور نمی‌کنند. در نتیجه، دانشمندان اغلب از این همسایه‌ی ستاره‌ای با عنوان «نهنگ سفید بزرگ» در جستجوهای سیاره‌ای یاد می‌کنند.

تیم پژوهشی برای غلبه بر مشکل یادشده به ابزار MAROON-X متصل به تلسکوپ جمنای در کوه ماونا کیای هاوایی روی آوردند. این تلسکوپ طی ۱۱۲ شب در طول یک دوره‌ی سه‌ساله، تغییرات ظریفی را در حرکت ستاره‌ی بارنارد شناسایی کرد تا به این ترتیب تعداد و جرم سیاره‌های مدار آن را که عامل این تأثیر بوده‌اند، تعیین کند.

در ابتدا، MAROON-X تنها سه سیاره را شناسایی کرد. با این حال، در مطالعه‌ای دیگر که در اکتبر ۲۰۲۴ منتشر شد، محققان سیاره‌ی دیگری را با استفاده از ابزار مشابهی به نام ESPRESSO در تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی شناسایی کردند. پژوهشگرها با ترکیب این داده‌ها با داده‌های خودشان  توانستند سیاره‌ی چهارم را هم ببینند.

استفاده از داده‌های MAROON-X و ESPRESSO همچنین این فرض را به چالش می‌کشد که محققان دراثر ناهنجاری‌ها در هر دو مجموعه‌ داده گمراه شده‌اند و باعث می‌شود نسبت به نتایج خود اطمینان بیشتری داشته باشند.

کوتوله‌های سرخ رایج‌ترین نوع ستاره در جهان هستند، اما بیشتر آن‌ها آن‌قدر از زمین دورند که محققان به‌راحتی نمی‌توانند سیاره‌های اطراف آن‌ها را ببینند. بااین‌حال، نتایج جدید نشان می‌دهد که سیاره‌های سنگی کوچک ممکن است در اطراف این ستاره‌های کوچک به فراوانی وجود داشته باشند. اما برای تیم تحقیقاتی، هیجان‌انگیزترین بخش پژوهش، کشف دنیاهایی بود که در فاصله نزدیکی از زمین قرار دارند.