تلسکوپ جیمز برای اولین‌بار یک سیاره فراخورشیدی را به صورت مستقیم دیده است

تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) برای نخستین‌بار تصویری مستقیم از سیاره‌ای در یک منظومه دوردست را ثبت کرده است که سبک‌ترین سیاره‌ی دیده‌شده تاکنون محسوب می‌شود. این سیاره با نام TWA 7b، یک غول گازی با اندازه‌ای مشابه سیاره زحل است و به دور ستاره‌ای می‌چرخد که تنها کمی بیش از ۶ میلیون سال سن دارد و هنوز از گرمای شکل‌گیری‌اش می‌درخشد.

سیاره‌ی کشف‌شده نخستین مشاهده‌ی مستقیم از سیاره‌های فرضی اما تاکنون دیده‌نشده‌ای است که به اصطلاح دنیاهای چوپان نامیده می‌شوند. این سیاره‌ها با جمع‌آوری بقایا از میان حلقه‌های سیاره‌های دیگر، شکاف‌ها یا فضای خالی را در آن‌ها به‌وجود می‌آورند. آن-ماری لاگرانژ، نویسنده‌ی اصلی مطالعه و اخترشناس و مدیر پژوهش در مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه (CNRS) در پاریس، به لایوساینس گفت:

این کشف به ما می‌گوید که واقعاً سیاره‌ها می‌توانند شکاف‌هایی در دیسک‌های سیاره‌ای ایجاد کنند (که قبلاً فقط به‌صورت نظری مطرح شده، اما مشاهده نشده بود) و ساختارهایی شبیه به تروجان‌ها واقعاً می‌توانند در منظومه‌های فراخورشیدی وجود داشته باشند. اولین بار است که از چنین سیاره‌ی سبکی تصویربرداری می‌شود که ده برابر سبک‌تر از سبک‌ترین سیاره‌‌ی قبلا شناخته‌شده است. این دستاورد به لطف حساسیت فوق‌العاده تلسکوپ جیمز وب در طیف حرارتی ممکن شده است.

اخترشناسان به این دلیل سیاره‌های فراخورشیدی را مطالعه می‌کنند که بتوانند به درک بهتری از چگونگی شکل‌گیری منظومه‌های سیاره‌ای مانند منظومه شمسی برسند. اگرچه هزاران سیاره‌ی فراخورشیدی به‌طور غیرمستقیم دیده شده‌اند (مثلاً از طریق کم‌نور شدن ستاره‌ی میزبان هنگام عبور سیاره از جلوی آن، یا لرزش‌هایی که نیروی گرانشی سیاره‌ها به ستاره وارد می‌کنند)، نوری که از سیارات فراخورشیدی بازتاب می‌شود، معمولاً در برابر درخشش ستاره‌ی میزبان گم می‌شود و آن‌ها را عملاً نامرئی می‌سازد.

تلسکوپ جیمز وب برای دیدن آن‌سوی این درخشش، از یک تاج‌نگار متصل به ابزار فروسرخ میانی خود (MIRI) استفاده می‌کند. این دستگاه نور ستاره را مسدود می‌کند و باعث می‌شود مشاهده‌ی اجرامی که به دور آن می‌چرخند آسان‌تر شود. برای افزایش اثربخشی این جست‌وجو، اخترشناسان ستارگان جوانی را انتخاب می‌کنند که دیسک‌های سیاره‌ای آن‌ها به‌صورت عمودی نسبت به تلسکوپ قرار دارند، به‌طوری‌که می‌توانند از بالا به منظومه‌هایی نگاه کنند که سیاره‌هایشان هنوز از گرمای ناشی از شکل‌گیری خود می‌درخشند.

منظومه‌ی میزبان سیاره‌ی TWA 7b به نام TWA 7، در فاصله‌ی ۱۱۰ سال نوری از زمین قرار دارد و دارای سه حلقه‌ی هم‌مرکز از آوارهای سنگی و گردوغبار است؛ یکی از این حلقه‌ها باریک بود و در میان دو نوار خالی از ماده قرار داشت. در دل همین حلقه‌ی باریک، دانشمندان سوراخی پیدا کردند که منبعی از تابش فروسرخ در آن وجود داشت.

براساس شبیه‌سازی‌های تکمیلی، این منبع تابش احتمالاً سیاره‌ای است که ابعادش حدود ۳۰ درصد مشتری است و در فاصله‌ی ۵۲ برابر مسافت زمین تا خورشید، به دور ستاره‌اش می‌چرخد. حضور این سیاره در شکافی میان حلقه‌ی سیاره‌ای، نکته‌ای جالب‌توجه است؛ اگرچه پیش‌تر نیز در منظومه‌های دیگر، مشاهداتی از شکاف‌ها در دیسک‌های اطراف ستارگان انجام شده بود، این نخستین شناسایی آشکار سیاره‌ی «چوپان» است که گمان می‌رود این شکاف‌ها را ایجاد می‌کنند.

لاگرانژ گفت او و همکارانش قصد دارند به‌منظور مطالعه‌ی جو TWA 7b و جست‌وجوی سیاره‌های جوان، سرد و سبک دیگر از طریق تصویربرداری و همچنین جست‌وجوی سیاره‌های قدیمی، سرد و پرجرم، داده‌های بیشتری به‌دست آورند.

پژوهشگران یافته‌های خود را ۲۵ ژوئن در مجله نیچر منتشر کردند.