۱۲ کشف بزرگ درباره سیارات فراخورشیدی

در این گزارش، با برخی از اکتشافات برجسته سال ۲۰۲۳ پیرامون سیاره‌های فراخورشیدی آشنا می‌شویم.

۱. شناسایی عناصر سنگین در جو یک غول گازی دوردست توسط «تلسکوپ فضایی جیمز وب»

مشاهدات انجام‌شده با «تلسکوپ فضایی جیمز وب»(JWST) در اوایل سال ۲۰۲۳، وجود عناصر سنگین کربن و اکسیژن را در جو یک سیاره فراخورشیدی دور به نام «HD149026b» تأیید کردند. این سیاره بیشتر با نام «سمرتریوس»(Smertrios) شناخته می‌شود.

این کشف برای ستاره‌شناسان غافلگیرکننده بود زیرا غول‌های گازی منظومه شمسی مانند مشتری و زحل، عمدتا فقط هیدروژن و هلیوم را در جو خود دارند. قاعده کلی این است که هرچه سیاره بزرگ‌تر باشد، عناصر سنگین در جو آن کمتر هستند اما این اکتشاف، با ایده معیار در تضاد بود.

۲. کشف یک سیاره با دوره مداری طولانی و سطح سرد توسط «ماهواره تس»

«ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران» یا «تس»(TESS) ناسا تقریبا ۲۰۰۰ سیاره را به فهرست سیارات فراخورشیدی اضافه کرده است. با وجود این، یک غول گازی ویژه به نام «TOI-4600c» برای دانشمندان سیاره‌شناسی برجسته‌تر بود.

بیشتر سیارات فراخورشیدی کشف‌شده، بسیار نزدیک به ستاره اصلی خود می‌چرخند اما TOI-4600c هر ۴۸۲.۸۲ روز یا ۱۶ ماه یک بار به دور ستاره خود می‌چرخد. این چرخش، طولانی‌ترین سال را پدید می‌آورد که تاکنون برای هر سیاره‌ای کشف‌شده توسط ماهواره تس دیده‌ایم. همچنین، دمای سطح این غول گازی به منفی ۷۸ درجه سلسیوس می‌رسد.

۳. کشف یک منظومه سیاره‌ای کمیاب با شش زیرنپتون در حال چرخش

دانشمندان در فاصله ۱۰۰ سال نوری از منظومه شمسی ما، یک منظومه سیاره‌ای را مشاهده کردند که در آن شش سیاره بسیار نزدیک به ستاره مادر خود می‌چرخند و آن قدر نزدیک هستند که هر شش سیاره می‌توانند در فاصله بین عطارد و خورشید ما قرار بگیرند.

ستاره‌شناسان باور دارند که این منظومه سیاره‌ای برای بیش از یک میلیارد سال بدون تغییر باقی مانده است زیرا سیاره‌ها تقریبا در یک رزونانس ریاضی کامل می‌چرخند.

۴. کشف یک سیاره بزرگ در حال گردش به دور یک ستاره کوچک

در پژوهشی که تصورات دانشمندان سیاره‌شناسی را به چالش کشید، یک سیاره فراخورشیدی بزرگ به نام «LHS 3154 b» کشف شد که ۱۳ برابر بزرگ‌تر از زمین است و به دور یک ستاره کوتوله فوق‌العاده سرد می‌چرخد.

این سیاره از نظر اندازه به نپتون شباهت دارد اما جرم ستاره آن ۹ برابر کمتر از خورشید است. نسبت بین این سیاره و ستاره مادر آن که ۵۱ سال نوری از ما فاصله دارد، ۱۰۰ برابر بیشتر از نسبت جرم بین زمین و خورشید است.

۵. ثبت طولانی‌ترین ویدئو از سفر یک سیاره فراخورشیدی

ستاره‌شناسان با استفاده از داده‌های ۱۷ ساله، ویدئویی را از مدار سیاره فراخورشیدی «بتا سه‌پایه بی»(Beta Pictoris b) ایجاد کردند. داده‌ها در فیلم‌های ۱۰ ثانیه‌ای فشرده‌سازی شدند که ۷۵ درصد از مدار سیاره به دور ستاره مادر را ثبت می‌کنند و تکمیل شدن آن ۲۳ سال زمینی طول می‌کشد.

این سیاره در منظومه‌ای در فاصله ۶۴ سال نوری از زمین قرار دارد و جرم آن ۱۲ برابر سیاره مشتری است.

۶. سیارات شبه عطارد منظومه «تراپیست»

مشاهدات «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) جیمز وب نشان داد که دو سیاره درونی منظومه سیاره‌ای «تراپیست»(TRAPPIST) احتمالا جو ندارند. سیاره «تراپیست-۱بی»(TRAPPIST-1b) که جرم آن کمی بیشتر از زمین است، احتمالا سنگی و بدون جو است و دمای سطح سوزان آن به ۲۳۲ درجه سلسیوس می‌رسد.

یافته‌های مشابهی در مورد سیاره بعدی موسوم به «تراپیست-۱سی»(TRAPPIST-1c) به دست آمدند. ستاره‌شناسان، فقدان جو در این سیارات را ناشی از فعالیت خشونت‌آمیز ستاره اصلی می‌دانند.

۷. کشف یک مینی‌نپتون پوشیده‌شده در مه

دانشمندان سیاره‌شناسی، تلسکوپ فضایی جیمز وب را به سمت یک سیاره مینی‌نپتون به نام «GJ 1214 b» گرفتند و دریافتند که این سیاره توسط یک لایه ابر یا مه متراکم احاطه شده است. مشاهده GJ 1214 b ابتدا به دلیل جو بازتابنده آن دشوار بود اما دانشمندان معتقدند که این سیاره ممکن است حاوی مقادیر زیادی بخار آب باشد.

این سیاره که ۴۸ سال نوری از ما فاصله دارد، بسیار نزدیک به ستاره اصلی خود می‌چرخد. بنابراین، بعید است که اقیانوس مایع را در سطح خود نگه دارد. مینی‌نپتون‌ها که سیاراتی کوچکتر از نپتون اما بزرگتر از زمین هستند، به طرز عجیبی در منظومه شمسی ما وجود ندارند.

۸. کشف آینه‌های کیهانی غول‌پیکر روی یک سیاره

ستاره‌شناسان، سیاره فراخورشیدی «LTT9779 b» را شناسایی کردند که ۸۰ درصد نور تابیده‌شده از ستاره مادر خود را منعکس می‌کند. برای مقایسه، در نظر بگیرید که زمین ۳۰ درصد از نور دریافتی خود را منعکس می‌کند. این سیاره فوق داغ که در فاصله ۲۶۴ سال نوری از زمین قرار دارد، به دلیل نسبت بالای فلزات در جو آن، به طور استثنایی بازتابنده است.

این سیاره با پنج برابر پهنای زمین، عنوان بزرگترین آینه کیهانی کشف‌ شده تا به امروز را به خود اختصاص داده است.

۹. کشف سیاره‌ای که در حال از دست دادن جو خود است

ستاره‌شناسان یک سیاره فراخورشیدی را مشاهده کرده‌اند که تقریبا ۹۵۰ سال نوری از زمین فاصله دارد و به دلیل نزدیکی بسیار به ستاره اصلی خود، جو خود را به طور انفجاری از دست داده است. این سیاره موسوم به «HAT-P-32 b»، جرمی در حدود ۶۸ درصد مشتری دارد اما عرض آن دو برابر بزرگ‌ترین سیاره منظومه شمسی است.

این سیاره فقط در فاصله ۳.۲ میلیون مایلی از ستاره مادر خود یا حدود سه درصد از فاصله زمین و خورشید قرار دارد و هر ۲.۲ روز یک بار به دور خود می‌چرخد. این نزدیکی بدان معناست که غول گازی در معرض تشعشعات ستاره مادر خود قرار می‌گیرد و به همین دلیل، به عنوان یک سیاره «مشتری داغ» طبقه‌بندی می‌کند. ستاره‌شناسان دنباله گاز ساطع‌شده از HAT-P-32 b را که از جو آن جریان دارد، با تلسکوپ‌های روی زمین زیر نظر گرفتند.

۱۰. کشف یک منظومه ستاره‌ای دوگانه

اگرچه منظومه‌های ستاره‌ای دوگانه که در آنها دو ستاره به دور یکدیگر می‌چرخند، در کیهان رایج هستند اما احتمال اینکه سیاره‌ها را در خود جای دهند، بسیار کمتر است زیرا ستاره‌های دوگانه احتمالا قرص‌های تشکیل‌دهنده سیاره را در مرحله نوجوانی منظومه‌های سیاره‌ای ایجاد می‌کنند. تنها یک نمونه از منظومه‌های دوگانه به عنوان میزبان چندین سیاره شناخته شده بود اما در اوایل سال جاری، دانشمندان یک منظومه چندسیاره‌ای دیگر را کشف کردند که به دور دو ستاره می‌چرخید.  

ستاره‌شناسان منظومه دوگانه «TOI-1338» را که در فاصله ۱۳۲۰ سال نوری از زمین قرار دارد، بررسی کردند و یک «سیاره‌ ستاره دوگانه»(circumbinary planet) به نام «TOI-1338b» را یافتند که به دور دو ستاره‌ منظومه TOI-1338 می‌چرخید. آنها در تلاش‌های ناموفق خود برای اندازه‌گیری جرم سیاره، یک سیاره دیگر را کشف کردند.

۱۱. کشف سیاره‌ای با جوی از سنگ بخار شده

در سیاره‌ای که دمای آن به ۲۴۰۰ درجه سلسیوس می‌رسد و برای تبخیر آهن به اندازه کافی گرم است، پژوهشگران ۱۱ عنصر شیمیایی فراوان در جو را شناسایی کردند که نشان می‌دهند جو این سیاره از عناصر تشکیل‌دهنده سنگ درست شده است.

این سیاره که به خاطر نزدیکی به ستاره خود سوزان است، در فاصله ۶۳۴ سال نوری از ما قرار دارد. این سیاره فراخورشیدی که به عنوان «مشتری فوق داغ» طبقه‌بندی می‌شود، سیاره‌ای پرجرم است که به طور باورنکردنی نزدیک به ستاره‌اش قرار دارد. فاصله این سیاره با ستاره‌اش که «WASP-76» نام دارد، یک دوازدهم فاصله عطارد تا خورشید است.

۱۲. کشف داده‌های هشت اَبَرزمین توسط ماهواره تس

دانشمندان با داده‌های به دست‌آمده از ماهواره تس ناسا، هشت سیاره فراخورشیدی جدید را شناسایی کردند که به عنوان «اَبَرزمین» در نظر گرفته می‌شوند. اَبَرزمین‌ها گروهی از سیارات فراخورشیدی با اندازه بزرگ‌تر از زمین و کوچک‌تر از نپتون هستند.

ستاره‌شناسان به ویژه به اَبَرزمین‌ها علاقمند هستند زیرا آنها شکافی را در داده‌های به‌دست‌آمده از سیارات فراخورشیدی نشان می‌دهند. آنها امیدوارند که با شناسایی اَبَرزمین‌های بیشتر بتوانند دلیل وجود این شکاف را درک کنند.