پژوهشگران دریافتهاند که این سیاره احتمالاً در سطح خود آب مایع دارد؛ عنصری ضروری برای شکلگیری حیات.
ستارهشناسان دانشگاه کالیفرنیا، ارواین، یک سیاره فراخورشیدی را در «منطقه زیستپذیر» ستارهای شناسایی کردهاند؛ ناحیهای که دمای آن میتواند امکان وجود آب مایع را در سطح سیاره فراهم کند. آب مایع برای تمام اشکال حیات شناختهشده، عنصری ضروری به شمار میرود. این سیاره در بخشی نسبتاً نزدیک از کهکشان راه شیری واقع شده و به نظر میرسد ساختاری سنگی، شبیه به زمین، داشته باشد. جرم آن چندین برابر زمین است و به همین دلیل در دسته «ابرزمینها» طبقهبندی میشود.
تیم دانشگاه کالیفرنیا، ارواین و همکارانشان، تحلیل خود از این سیاره را در مقالهای که بهتازگی در مجله The Astronomical Journal منتشر شده، تشریح کردهاند.
پل رابرتسون، دانشیار فیزیک و نجوم دانشگاه کالیفرنیا، ارواین و از نویسندگان این مقاله میگوید: «ما تاکنون آنقدر سیاره فراخورشیدی پیدا کردهایم که کشف یک مورد جدید دیگر چندان اتفاق بزرگی نیست. اما چیزی که این سیاره را بسیار ارزشمند میکند، نزدیکی ستاره میزبان آن است که تنها حدود ۱۸ سال نوری با ما فاصله دارد. به زبان کیهانی، این سیاره تقریباً همین بغلگوشمان است.»
مطالعه سیارهای که به دور یک ستاره کوتوله M فعال میچرخد
این سیاره که بهتازگی شناسایی شده و GJ 251 c نام دارد، به دور یک ستاره کوتوله M میچرخد. این نوع ستارهها، رایجترین و یکی از قدیمیترین انواع ستاره در کهکشان ما هستند. کوتولههای M اغلب فعالیتهای ستارهای قابلتوجهی از خود نشان میدهند، از جمله لکههای ستارهای (نواحی سرد و تاریک روی سطح ستاره) و شرارهها (فورانهای ناگهانی انرژی به بیرون از ستاره). این نوسانات میتوانند سیگنالهای ظریف سرعت شعاعی را که ستارهشناسان به دنبال آن هستند، تقلید کنند و گاهی تشخیص قطعی وجود یک سیاره را دشوار سازند.
با این وجود، فاصله نزدیک این سیاره تا زمین، آن را به گزینهای قوی برای تصویربرداری مستقیم با «تلسکوپ سیمتری» دانشگاه کالیفرنیا تبدیل میکند که در حال حاضر مراحل ساخت خود را طی میکند.
آینههای بزرگی که برای تلسکوپ سیمتری (TMT) در نظر گرفته شده، ممکن است امکان رصد مستقیم دنیاهای کمنوری مانند GJ 251 c و ارزیابی احتمال وجود آب در آن را فراهم کنند.
کوری برد، دانشمند داده در شرکت Design West Technologies، دانشجوی سابق گروه رابرتسون و نویسنده اصلی این پژوهش میگوید: «TMT تنها تلسکوپی خواهد بود که وضوح کافی برای تصویربرداری از سیارات فراخورشیدی مانند این را دارد. انجام این کار با تلسکوپهای کوچکتر ممکن نیست.»
ابزارهای بسیار دقیق، سیگنالهای ظریف سیاره را آشکار میکنند
تیم تحقیقاتی سیاره GJ 251 c را با استفاده از دادههای دو ابزار دقیق به نامهای HPF و NEID که برای شناسایی سیارات فراخورشیدی طراحی شدهاند، شناسایی کرد. رابرتسون در توسعه هر دوی این ابزارها مشارکت داشته است. این ابزارها تأثیرات بسیار کوچکی را که یک سیاره در حال گردش بر ستارهاش میگذارد، اندازهگیری میکنند.
همانطور که GJ 251 c با نیروی گرانش خود ستارهاش را میکشد، جابجاییهای کوچک و دورهای در نور ستاره ایجاد میکند. ابزار HPF این جابجاییها را که به عنوان «نشانههای سرعت شعاعی» شناخته میشوند، ثبت کرد و ستارهشناسان از آنها برای تأیید اینکه ستاره تحت تأثیر یک سیاره در حال گردش است، استفاده کردند.
ابزار HPF همچنین با رصد در طیف فروسرخ — ناحیهای از طیف که در آن سیگنالهای مزاحم ناشی از ستاره ضعیفتر هستند — به کاهش تأثیر فعالیتهای ستارهای کوتوله M کمک میکند.
مدلهای محاسباتی این تیم به سطح قابلتوجهی از اعتبار آماری دست یافتند تا GJ 251 c را به عنوان یک سیاره فراخورشیدی نامزد طبقهبندی کنند. این موضوع بر لزوم تصویربرداری مستقیم با تلسکوپ TMT برای تأیید ویژگیهای آن تأکید میکند.
آمادهسازی برای تلسکوپهای نسل بعد
برد میگوید: «ما با این سیستم در لبه فناوری و روشهای تحلیلی قرار داریم. هرچند کشف آن از نظر آماری کاملاً معتبر است، اما به دلیل عدم قطعیت در ابزارها و روشهایمان، هنوز در حال تعیین وضعیت نهایی این سیاره هستیم. ما برای تصویربرداری مستقیم از این نامزد به نسل بعدی تلسکوپها نیاز داریم، اما چیزی که به همان اندازه به آن نیازمندیم، سرمایهگذاری جامعه علمی است.»
برد و رابرتسون امیدوارند یافتههایشان جامعه پژوهشگران سیارات فراخورشیدی را تشویق کند تا مطالعات بیشتری روی GJ 251 c انجام دهند، بهویژه با نزدیک شدن رصدخانههای زمینی جدیدی مانند تلسکوپ سیمتری به مرحله عملیاتی.
از جمله همکاران این پژوهش میتوان به جک لوبین از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس؛ اریک فورد و سورات ماهادوان از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا؛ گودمندور استفانسون از دانشگاه هلند؛ و اریک ولف از دانشگاه کلرادو، بولدر اشاره کرد.
این تحقیق از حمایت مالی بنیاد ملی علوم (NSF) با شماره گرنت AST-2108493 برای پروژه پیمایش سیارات فراخورشیدی HPF و همچنین بودجه ناسا/NSF برای برنامه NN-EXPLORE (شماره گرنت: 1716038) و برنامه ICAR ناسا 80NSSC23K1399 برخوردار بوده است.
منبع داستان:
مطالب ارائهشده توسط دانشگاه کالیفرنیا – ارواین. توجه: محتوا ممکن است از نظر سبک و طول ویرایش شده باشد.
مرجع مقاله:
- Corey Beard, Paul Robertson, Jack Lubin, Eric B. Ford, Suvrath Mahadevan, Gudmundur Stefansson, Jason T. Wright, Eric Wolf, Vincent Kofman, Vidya Venkatesan, Ravi Kopparapu, Roan Arendtsz, Rae Holcomb, Raquel A. Martinez, Stephanie Sallum, Jacob K. Luhn, Chad F. Bender, Cullen H. Blake, William D. Cochran, Megan Delamer, Scott A. Diddams, Michael Endl, Samuel Halverson, Shubham Kanodia, Daniel M. Krolikowski, Andrea S. J. Lin, Sarah E. Logsdon, Michael W. McElwain, Andrew Monson, Joe P. Ninan, Jayadev Rajagopal, Arpita Roy, Christian Schwab, Ryan C. Terrien. Discovery of a Nearby Habitable Zone Super-Earth Candidate Amenable to Direct Imaging. The Astronomical Journal, 2025; 170 (5): 279 DOI: 10.3847/1538-3881/ae0e20