ستارهشناسان تصاویر یک سیارهٔ نادر شبیه تاتویین با مدار عجیب ۳۰۰ ساله را کشف کردند: «نحوهٔ دقیق عملکرد آن هنوز نامشخص است»
توسط رابرت لیا
این سیاره ۵۰ میلیون سال پس از انقراض دایناسورها شکل گرفت، که آن را در مقیاس کیهانی بهطور شگفتانگیزی جوان میسازد.
ستارهشناسان سیارهای فراتر از منظومه شمسی کشف کردند که به دور ستارگان دوقلوی خود نزدیکتر میچرخد تا هر سیارهای که پیش از این در یک سامانهٔ دوگانه دیده شده باشد. ستارگان دوقلویی که در آسمان بر فراز این اکسسیارهٔ تازهکشفشده میدرخشند (که مخفف «اکسسیاره» است)، احتمالاً شباهتی به ستارگان دوقلو سیارهٔ تاتویین، سیارهمادر لوک اسکایواکر، دارند؛ همانستارهها که در ابتدای «جنگ ستارگان: امیدی نو» بیننده برای اولین بار قهرمان جوان را میبیند.
این اکسسیاره شش برابر نزدیکتر به ستارگان مادر خود است نسبت به هر سیارهای که پیش از این در یک سامانهٔ دوگانه بهصورت مستقیم تصویر شده؛ با این وجود، سال آن همچنان ۳۰۰ برابر طول سال زمین است.
کشف این سیاره که با نام HD 143811 AB b شناخته میشود (به این دلیل که به دور ستارگان HD 143811 A و HD 143811 B در سامانه HD 143811 AB میچرخد) و در فاصلهٔ ۴۴۶ سال نوری از زمین قرار دارد، برای دانشمندان اکتشافی هیجانانگیز است. زیرا کشف سیارهها در اطراف ستارگان دوتایی بهندرت اتفاق میافتد؛ بنابراین HD 143811 AB b فرصتی نادر برای مطالعهٔ نحوهٔ چرخش همزمان ستارگان و سیارات فراهم میکند، در حالی که به بررسی مکانیزمهای شکلگیری سیاره نیز میپردازد.
“از شش هزار اکسسیارهای که میشناسیم، تنها درصدی بسیار کوچک از آنها به دور سیستمهای دوتایی میچرخند،” جیسون ونگ، عضو تیم و کارشناس تصویربرداری اکسسیاره از دانشگاه Northwestern در یک بیانیه گفت. “از میان آنها، تنها تعداد محدودی تصویر مستقیم دارند، به این معنی که میتوانیم تصویر هم از دوگان و هم از خود سیاره داشته باشیم. تصویربرداری همزمان سیاره و دوگان جالب است زیرا این تنها نوع سامانهٔ سیارهای است که میتوان هر دو مدار ستارهٔ دوگانه و سیاره را بهطور همزمان در آسمان ردیابی کرد.”
“ما هیجان داریم که در آینده همچنان بهدنبال آن بگردیم تا ببینیم چگونه این سه جسم در آسمان حرکت میکنند.”
کشفی جدید از دادههای دهساله
این اکسسیاره ممکن است برای ستارهشناسان تازه باشد، اما در واقع یک مشاهدهٔ جدید نیست. جیسون ونگ و همکارانش HD 143811 AB b را در دادههای آرشیوی که تقریباً ۱۰ سال پیش توسط تلسکوپ Gemini South و ابزار Gemini Planet Imager (GPI) جمعآوری شده بود، کشف کردند. GPI با مسدود کردن درخشش خیرهکنندهٔ ستارگان مادر، با استفاده از یک کرونگراف، که تقریباً شبیه معادل مصنوعی یک خورشید گرفتگی عمل میکند، تصاویر اکسسیارهها را بهدست آورد. سپس این ابزار با بهکارگیری اپتیک تطبیقی، وضوح تصاویر این سیارههای کمنور را در کنار ستارگان روشنشان افزایش داد.
GPI از سال ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۲ فعال بود؛ سپس از Gemini South حذف شد و به دانشگاه نوتر دام در ایندیانا منتقل شد تا یک ارتقاء عمدهٔ کل سامانه به نام GPI 2.0 انجام شود. سال آینده، پس از اتمام ارتقاءها، GPI 2.0 به تلسکوپ Gemini North در بالای ماونای کیا، هاوایی منتقل خواهد شد.
این کشف هنگامی رخ داد که جیسون ونگ و همکاران تصمیم گرفتند دادههای GPI را پیش از شروع فاز جدید آن بهعنوان GPI 2.0 دوباره بررسی کنند. «فکر نمیکردم هیچ سیارهٔ جدیدی پیدا کنیم»، ونگ گفت. «اما فکر کردم باید دقت لازم را بهکار بگیریم و بهدقت بررسی کنیم.»
«در طول عمر این ابزار، بیش از ۵۰۰ ستاره را مشاهده کردیم و تنها یک سیارهٔ جدید یافتیم»، جیسون ونگ گفت. «دیده شدن سیارات بیشتر خوشایند میبود، اما این بهوضوح نشان داد که اکسسیارهها چقدر نادر هستند.»
ناتالی جونز، عضو مرکز تحقیق و اکتشاف میانرشتهای در اخترفیزیک (CIERA) دادههای GPI را که در طول سه سال بین سالهای ۲۰۱۶ و ۲۰۱۹ جمعآوری شده بود، ارزیابی کرد و با دادههای جمعآوریشده توسط رصدخانه W.M. Keck مقایسه کرد. این کار به کشف جذابی منجر شد: یک جسم کمنور که حرکت یک ستاره را دنبال میکرد.
«اندازهٔ این سیاره با سیارهٔ جیپتر قابل مقایسه است»، جونز گفت. «دمای سطح بهنظر میرسد چند صد درجه گرمتر از جیپتر باشد – ما آن را در موج مادونقرمز میبینیم. این سامانه هنوز جوان است، بنابراین در حال خنک شدن است، اما بهدرستی گرم باقی میماند تا بتواند حرارت مادونقرمز را تابش کند.»
ستارهشناسان میتوانند تفاوت بین نور مستقیمی که از ستاره میآید و نوری که توسط یک سیاره بازتاب میشود را تشخیص دهند، به این معنی که میتوانند دادهها را بررسی کرده و با تصویری مقایسه کنند که اگر جسم مرموز واقعاً یک سیاره باشد، چگونه بهنظر میرسد. این آزمونها به جونز اجازه داد تا تأیید کند که HD 143811 AB b واقعاً یک سیاره است که برای نخستین بار در سال ۲۰۱۶ توسط GPI بهدست رسید، اما پس از آن توسط ستارهشناسها نادیده گرفته شد. این نتیجهگیری همچنین توسط تیم مستقلی از ستارهشناسان دانشگاه اکستِر در بریتانیا تأیید شد.
ستارهشناسان همچنین توانستند اطلاعات بیشتری درباره HD 143811 AB b بهدست آورند و کشف کردند که این سیاره یک غولپیکر است، با اندازهای حدود شش برابر جیپتر. همچنین عمر این سیاره تقریباً ۱۳ میلیون سال تخمین زده شد؛ که ممکن است کهن بهنظر برسد مگر اینکه به این نکته توجه کنید که سن زمین ۴٫۶ میلیارد سال است.
«این بهنظر زمان بسیار طولانی میآید، اما در واقع ۵۰ میلیون سال پس از انقراض دایناسورهاست»، جیسون ونگ گفت. «در زبان کیهان این نسبتاً جوان است، بنابراین هنوز بخشی از حرارت زمان تشکیل آن را نگه داشته است.»
نه تنها سیاره با والدین دوتایی خود بهطور نسبی نزدیک است؛ این ستارگان نیز بهطور قابلتوجهی بههم نزدیک هستند و تنها ۱۸ روز زمینی برای گردش حول یکدیگر زمان میبرد. با این وجود، با وجود این نزدیکی نسبت به ستارگان، نسبت به سایر سیارات یافتشده در سامانههای دوتایی، HD 143811 AB b همچنان ۳۰۰ سال زمینی طول میکشد تا یک مدار کامل کند.
چیزی که تیم هنوز بهدست نیاورده این است که دقیقاً این سیاره چگونه در اطراف ستارگان دوتایی خود شکل گرفته است.
«نحوهٔ دقیق کارکرد آن هنوز نامشخص است»، جیسون ونگ گفت. «چون تنها چند ده سیارهٔ مشابه این را شناسایی کردهایم، هنوز دادههای کافی برای تکمیل تصویر نداریم.»
پاسخ دادن به این سؤال ممکن است نیازمند مطالعهٔ بیشتر تیم روی HD 143811 AB باشد.
«من درخواست زمان بیشتری برای تلسکوپ میکنم تا بتوانیم به بررسی این سیاره ادامه دهیم»، ناتالی جونز گفت. «ما میخواهیم سیاره را پیگیری کنیم و مدار آن را زیر نظر بگیریم، همچنین مدار ستارگان دوتایی را، تا بتوانیم دربارهٔ تعاملات بین ستارگان دوتایی و سیارات بیشتر بدانیم.»
تحقیقات تیم در روز پنجشنبه (۱۱ دسامبر) در The Astrophysical Journal Letters منتشر شد.