دانشمندان یک قمر فراخورشیدی احتمالی با ابعاد ۲٫۵ برابر زمین کشف کردند

داده‌های تلسکوپ بازنشسته‌ی کپلر (Kepler) ناسا، مجموعه‌ای پرشمار از سیاره‌ها و منظومه‌های سیاره‌ای تازه را نشان می‌دهد که نویدبخش درک عمیق‌تر چگونگی شکل‌گیری سیارات فراخورشیدی است.

برخی از این سیارات تازه کشف شده ممکن است اهداف مطلوبی برای تلسکوپ فضایی جیمز وب باشند که اکنون برای نخستین رصد علمی در تابستان آماده می‌شود. انتظار می‌رود این تلسکوپ به دنبال نشانه‌هایی از جو در اطراف برخی از سیارات فراخورشیدی باشد و به‌طور بالقوه برخی از گازها و مولکول‌های موجود در آن‌ها را تعیین کند.

این مجموعه از سیارات جدید همچنین به گذر تعداد سیارات فراخورشیدی تأیید شده‌ی ناسا از مرز ۵۰۰۰ سیاره در مارس ۲۰۲۲ (فروردین ۱۴۰۱) کمک کرد. این مطالعه چندین ویژگی شاخص را در این انبوه سیاره‌های فراخورشیدی نشان می‌دهد.

یک «زیر-زحل» (sub-Saturn)، سیاره‌ای گازی و کمی کوچک‌تر از زحل، به نام K2-399، داغ‌ترین سیاره در میان گروه تازه تأیید شده است. این سیاره آن‌قدر سریع دور ستاره‌اش می‌چرخد که یک سال آن کمتر از یک روز طول می‌کشد. این روند دمای تخمینی سیاره را به بیش از ۲۵۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رساند. سردترین سیاره‌ی تازه کشف شده هم زیر-زحل دیگری به نام K2-387 با دمای تقریبی ۶۷ درجه‌ی سانتی‌گراد است.

K2 384 یک منظومه‌ی جدید با پنج سیاره و اندازه‌هایی از ابعاد زمین تا مینی نپتون، از برخی جهات شبیه به منظومه‌ی معروف «تراپیست-۱» (TRAPPIST-1) است. هفت سیاره به اندازه‌ی زمین که دور یک کوتوله‌ی سرخ می‌چرخند. سیارات تازه هم دور یک کوتوله‌ی سرخ می‌چرخند اما برخلاف تراپیست، دمای تخمینی آن‌ها احتمالا به اندازه‌ای زیاد است که آن‌ها را غیرقابل سکونت می‌کند.

از سویی این منظومه می‌تواند نامزد اصلی برای بررسی جو سیاره‌ای باشد. هنگامی که سیارات d و c و e از مقابل ستاره‌ی مادر خود می‌گذرند، نور ستاره که از اتمسفر آن‌ها گذشته، می‌تواند توسط وب یا دیگر تلسکوپ‌های فضایی آینده شناسایی شود و به دانشمندان امکان کمک کند تا اثر انگشت مولکول‌های جو را شناسایی کنند.

سیاره‌ی K2-408 هم که از نوع اَبَر-زمین، یک دنیای صخره‌ای بزرگ‌تر از سیاره‌ی ما است، به دلیل چیزی که ندارد، بسیار مورد توجه ستاره‌شناسان است. این سیاره با ابعادی حدود ۱.۷ برابر زمین، دور ستاره‌ای مشابه خورشید ما می‌گردد که یک تفاوت مهم داد؛ این سیاره به شدت بدون فلز یا عناصر سنگین‌تر است.

این در واقع دومین ستاره‌ی شناخته شده‌ی فقیر از نظر فلزات است که سیاره‌ای در اطراف خود دارد. پس باید دید آیا این یعنی این ابر-زمین نسبت به سیارات مشابه در اطراف ستارگان غنی از فلز چگالی کمتری دارد؟ این می‌تواند پیامدهایی برای درک ما از شکل‌گیری سیارات در سراسر کهکشان داشته باشد.

اگر کهکشان را مانند یک پنکیک بزرگ درنظر بگیرید، ستارگانی که دورتر از مرکز این صفجه‌ی کهکشانی متولد می‌شوند، از نظر فلزات فقیرتر هستند، احتمالا به این دلیل که مقدار فلزات موجود در نسل‌های بعدی ستارگان افزایش می‌یابد و ستارگان کم‌فلز در زمان‌های قبل‌تر متولد شده‌اند. ردیابی تکامل سیارات و تفاوت در ترکیب آن‌ها در بخش‌های گوناگون کهکشان، می‌تواند بینشی درباره‌ی مکان‌های مناسب برای جست‌وجوی انواع خاصی از سیارات فراخورشیدی، ازجمله محتمل‌ترین مناطق برای جهان‌های بالقوه قابل سکونت را فراهم کند.

نکته‌ی جالب توجه آن است که تلسکوپ فضایی کپلر که در سال ۲۰۱۸ پس از پایان سوخت خود غیرفعال شد، همچنان به کشف سیارات فراخورشیدی تازه می‌پردازد و داده‌های ۹ سال مشاهدات آن هنوز توسط تیم‌های علمی در سراسر جهان تجزیه‌وتحلیل می‌شود.

بر همین اساس در تازه‌ترین مطالعه ۶۰ سیاره از مأموریت دوم کپلر به نام K2 و توسط تیمی بین‌المللی به سرپرستی «جسی کریستینسن» (Jessie Christiansen) مدیر علمی آرشیو سیاره‌های فراخورشیدی ناسا و پژوهشگر مؤسسه‌ی علوم سیارات فراخورشیدی کلتک شناسایی شده است.

با وجود مشاهدات محدودتر به دلیل مسائل مکانیکی، کارزار علمی K2 نزدیک به ۵۰۰ سیاره‌ی تازه و بیش از ۱۰۰۰ گزینه‌ی احتمالی برای سیاره‌های فراخورشیدی شناسایی کرد. بررسی داده‌های کپلر همچنین یک یافته‌ی بالقوه مهم دیگر را نشان داد: یک قمر فراخورشیدی احتمالی.

هرچند انتظار می‌رود که سیارات اطراف ستاره‌های دیگر، مانند سیاره‌های منظومه‌ی شمسی قمر داشته باشند اما جمع‌آوری شواهد آشکار از قمرهای فراخورشیدی کار دشواری است. اندازه‌ی کوچک و فاصله‌ی بسیار زیاد، تشخیص آن‌ها را بسیار سخت‌تر از سیارات فراخورشیدی می‌کند.

قمر فراخورشیدی احتمالی تازه، Kepler-1708 b-i به‌عنوان یک قمر، بسیار بزرگ و تقریبا ۲.۶ برابر زمین خواهد بود. این قمر به دور یک سیاره‌ی فراخورشیدی تأیید شده به اندازه‌ی مشتری می‌چرخد که خودش در مداری دور ستاره‌ای شبیه خورشید در فاصله‌ی بیش از ۵۴۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد. این دومین نامزد قمر فراخورشیدی بسیار بزرگ است که توسط ستاره‌شناسان شناسایی شده است.

نخستین مورد، Kepler-1625 b-i در سال ۲۰۱۸ شناسایی شد، یک قمر احتمالی به اندازه‌ی اورانوس که آن هم دور سیاره‌ای مشتری-مانند می‌چرخد. با وجود داده‌هایی که به حضور این ماه‌های فراخورشیدی اشاره می‌کند، دانشمندان مشارکت‌کننده در هر دو اکتشاف اعلام کرده‌اند که پیش از تأیید قطعی، به مشاهدات بیشتری نیاز دارند.