كشف مهم تلسكوپ TESS: نخستين جهان هم‌اندازه زمين در كمربند حيات

پژوهشگران روز دوشنبه اعلام كردند كه ماهواره نقشه‌بردار فراخورشيدي گذران ناسا براي نخستين‌بار موفق شده است سياره‌اي تقريبا هم‌اندازه‌ي زمين را در كمربند حيات ستاره‌ي ميزبانش كشف كند. كمربند حيات به محدوده‌اي از فواصل مداري در منظومه‌ي يك ستاره گفته مي‌شود كه آب مايع مي‌تواند به‌صورت پايدار روي سطح سيارات موجود باشد.

سياره‌ي فراخورشيدي تازه‌كشف‌شده كه TOI 700 d ناميده مي‌شود، تنها در فاصله‌ي ۱۰۱/۵ سال نوري از زمين واقع شده است. به‌گفته‌ي دانشمندان اين فاصله‌ي اندك، سياره‌ي يادشده را به كانديداي مناسبي براي مشاهدات بعدي توسط ديگر ابزارها تبديل مي‌كند. پل هرتز، مدير واحد اخترفيزيك در مقر ناسا در واشنگتن در بيانيه‌اي گفت:

تس به‌طور ويژه به‌منظور يافتن سياره‌هاي هم‌اندازه‌ي زمين كه درحال چرخش به دور ستارگان نزديك هستند، طراحي و پرتاب شد. سيارات واقع در اطراف ستارگان نزديك را به آساني مي‌توان با تلسكوپ‌هاي بزرگ‌تر در فضا و روي زمين دنبال كرد. كشف TOI 700 d يافته‌ي علمي مهمي براي تس محسوب مي‌شود.

تلسكوپ تس كه در ماه آوريل ۲۰۱۸ پرتاب شد، با استفاده از روش گذري به شكار سيارات مي‌پردازد. در اين روش تلسكوپ با مشاهده‌ي افت‌هاي نوري در روشنايي ستارگان كه براثر گذر سياره‌ها از مقابل آن‌ها اتفاق مي‌افتد، به‌وجود جهان‌هاي فراخورشيدي پي مي‌برد. تلسكوپ فضايي كپلر ناسا كه نزديك به ۷۰ درصد از ۴ هزار سياره‌ي فراخورشيدي شناخته‌شده را كشف كرده است، به‌نحوي بسيار مؤثر همين رويكرد را به‌كار مي‌گرفت.

تصويري هنري از TOI 700 d، سياره‌ي هم‌اندازه‌ي زمين واقع در كمربند حيات كه ماهواره نقشه‌بردار فراخورشيدي گذران آن را كشف كرده است

تس سه سياره‌ي مختلف را درحال چرخش به‌دور ستاره‌ي TOI 700 (مخفف جرم مورد انديشه متخصصين تس) كشف كرده است. اين ستاره، كوتوله‌اي سرخ با ۴۰ درصد حجم، ۴۰ درصد قطر و ۵۰ درصد گرماي خورشيد ما است. TOI 700 b كه دروني‌ترين جهان محسوب مي‌شود، تقريبا هم‌اندازه‌ي زمين است و مدارش را هر ۱۰ روز زميني كامل مي‌كند. سياره‌ي مركزي با نام TOI 700 c دو و نيم برابر سياره‌ي ما است؛ بدين معنا كه احتمالا ميني‌نپتوني گازي است و ۱۶ روز طول مي‌كشد تا به‌دور ستاره‌اش بچرخد.

TOI 700 d، بيروني‌ترين سياره‌ي شناخته‌شده در منظومه‌ي TOI 700 و نمونه‌اي بسيار جالب‌توجه است. اين جهان تقريبا ۲۰ درصد بزرگ‌تر از زمين است و هر ۳۷ روز يك‌بار مدارش را كامل مي‌كند. به‌گفته‌ي اعضاي تيم اكتشاف، انرژي دريافتي اين سياره‌ي بيگانه از ستاره‌اش در مقايسه با انرژي دريافتي زمين از خورشيد ۸۶ درصد است و درنتيجه دست‌كم طبق تعريف سنتي كمربند حيات در اين محدوده قرار مي‌گيرد.

تمام هر سه سياره ممكن است از مانديشه متخصصين گرانشي به ستاره‌شان قفل شده باشند؛ بدين معنا كه همانند وضعيت ماه نسبت به زمين، هميشه تنها يك طرفشان رو به ستاره است. با اين حال، به‌گفته‌ي اخترشناسان‌ قفل گرانشي لاخبار تخصصيا احتمال وجود حيات را روي يك سياره‌ي فراخورشيدي منتفي نمي‌كند. علاوه بر اين، اميلي گيلبرت، دانش‌آموخته‌ي دانشگاه شيكاگو و سرپرست تيم اكتشاف در بيانيه‌اي مشابه گفت:

با مطالعه داده‌هاي ۱۱ ماهه، ما هيچ شراره‌اي از ستاره مشاهده نكرديم كه اين امر، احتمال سكونت‌پذيري TOI 700 d را افزايش مي‌دهد و مدلسازي شرايط جوي و سطحي آن را آسان‌تر مي‌كند.

كوتوله‌هاي سرخ معمولا بسيار فعال‌تر از خورشيد هستند و درباره‌ي چگونگي سكونت‌پذيري احتمالي سياره‌هاي آن‌ها بين دانشمندان مباحثه و گفتگوهايي جدي وجود دارد. به‌عنوان مثال، شعله‌ور بودن مكرر و شديد ستاره مي‌تواند جو سياره را از بين ببرد.

موقعيت سه سياره‌ي فراخورشيدي منظومه‌ي TOI 700

تس تنها فضاپيمايي نيست كه شواهدي از TOI 700 d رصد كرده است؛ تيم ديگري از پژوهشگران از تلسكوپ فضايي اسپيتزر ناسا استفاده كردند تا وجود اين سياره‌ي بيگانه را تأييد كنند. جوزف رودريگز، اخترشناس در مركز اخترفيزيك هاروارد-اسميتسونين در ماساچوست در بيانيه‌اي مشابه گفت:

باتوجه به اهميت اين كشف – كه نخستين سياره هم‌اندازه‌ي زمين در كمربند حيات محسوب مي‌شود – ما واقعا مي‌خواستيم دركمان از اين منظومه تا حد امكان عيني باشد. اسپيتزر دقيقا همان زمان كه انتظار داشتيم، گذر TOI 700 d را رصد كرد. اين تلسكوپ، ابزار تكميلي بي‌نظير و ميراث مأموريتي است كه به تأييد سياره‌هاي منظومه‌ي تراپيست-۱ و شناسايي پنج جهان بيشتر كمك كرد.

تراپيست-۱، ستاره‌اي كوتوله در فاصله‌ي تنها ۴۰ سال نوري از زمين است و از هفت سياره‌ي هم‌اندازه‌ي زمين همراهي مي‌كند كه ظاهرا سه عدد از آن‌ها در كمربند حيات واقع شده‌اند. اين منظومه، كانديدايي اصلي براي رصد به‌دست تلسكوپ جيمز وب ناسا محسوب مي‌شود كه براي پرتاب در سال ۲۰۲۱ برنامه‌ريزي شده است. به‌گفته‌ي دانشمندان، جيمز وب بايد بتواند جو سياره‌هاي تراپيست-۱ را با هدف يافتن گازهاي احتمالي داراي ردپاي حيات نظير متان و اكسيژن كاوش كند.

ستاره‌ي TOI 700 در فاصله‌اي دورتر قرار دارد؛ اما همچنان به‌اندازه‌اي نزديك است كه بتوان آن را در آينده بيشتر مطالعه كرد. دانشمندان اميدوارند از طريق مشاهداتي كه به‌دست ابزارهاي ديگر انجام خواهد شد، درباره‌ي اين منظومه اطلاعات بيشتري به‌دست آورند.