به گزارش دیجیاتو به نقل از Sci.news، دانشمندان ناسا ممکن است سریع‌ترین منظومه سیاره‌ای فراخورشیدی را که تاکنون مشاهده شده، کشف کرده باشند. این سیستم که با روش ریزهمگرایی گرانشی شناسایی شده، ظاهراً با سرعتی حیرت‌انگیز در کهکشان راه شیری حرکت می‌کند. اگر این یافته تأیید شود، این منظومه نخستین نمونه شناخته‌شده‌ای خواهد بود که در آن، یک سیاره در مدار یک ستاره فوق سریع دیده می‌شود.
ستاره‌شناسان منظومه سیاره‌ای را شناسایی کرده‌اند که در میانه کهکشان راه شیری، با سرعتی سرسام‌آور درحال حرکت است. این منظومه که متشکل از یک ستاره و یک سیاره است، با روش ریزهمگرایی گرانشی شناسایی شده و احتمالاً با سرعتی بیش از ۵۴۰ کیلومتربرثانیه حرکت می‌کند. این رقم تقریباً ۲ برابر سرعت حرکت منظومه شمسی در کهکشان است! برای مقایسه، زمین با سرعت حدود ۲۹.۷۸ کیلومتربرثانیه به دور خورشید می‌چرخد.
اگر این کشف تأیید شود، این دو جرم رکورد جدیدی را برای سریع‌ترین منظومه سیاره‌ای فراخورشیدی شناخته‌شده ثبت خواهند کرد.
دکتر «شان تری»، پژوهشگر در دانشگاه مریلند و مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا، درمورد سیاره این منظومه توضیح می‌دهد:
«به نظر می‌رسد این یک سیاره ابَرنپتونی (Super-Neptun) است که به دور یک ستاره کم‌جرم می‌گردد. اگر این سیاره در منظومه شمسی قرار داشت، مدار آن بین مدار زهره و زمین بود. ازآنجایی‌که ستاره این منظومه بسیار کم‌نور است، سیاره‌اش خارج از ناحیه قابل‌سکونت قرار دارد. اگر این فرض درست باشد، این نخستین سیاره‌ای خواهد بود که در مدار یک ستاره پرسرعت کشف می‌شود.»
کشف سریع‌ترین منظومه سیاره‌ای فراخورشیدی با تحلیل سیگنال‌های گرانشی
این منظومه اولین بار سال ۲۰۱۱، به‌طور غیرمستقیم و در نتیجه هم‌راستایی تصادفی شناسایی شد. در آن زمان، تیمی از دانشمندان با بررسی داده‌های جمع‌آوری‌شده از پروژه MOA، به‌دنبال سیگنال‌های نوری بودند که می‌تواند وجود سیارات فراخورشیدی را آشکار کند.
پروژه مشاهدات ریزهمگرایی در اخترفیزیک (Microlensing Observations in Astrophysics) یا به‌اختصار MOA، یک برنامه تحقیقاتی بین‌المللی است که با هدف شناسایی و مطالعه سیارات فراخورشیدی، ستارگان کم‌نور و اجرام تاریک کهکشان از طریق روش ریزهمگرایی گرانشی انجام می‌شود. این پروژه با استفاده از رصدخانه مونت جان دانشگاه کانتربری در نیوزیلند، بخش‌های پرجمعیت کهکشان، به‌ویژه ناحیه برآمدگی مرکزی راه شیری، را بررسی می‌کند.
در روش ریزهمگرایی، وقتی یک جرم آسمانی مانند یک ستاره یا سیاره، از مقابل یک ستاره پس‌زمینه عبور می‌کند، ساختار فضا-زمان را خمیده می‌کند. به‌دلیل انحنای فضا-زمان، نور آن ستاره نیز هنگام عبور از فضای خمیده اطراف جرم نزدیک‌تر، دچار انحنا می‌شود.
اگر دو جرم به‌درستی هم‌راستا شوند، این خمیدگی می‌تواند مانند عدسی طبیعی عمل کرده و نور ستاره پس‌زمینه را تقویت کند. دراین‌صورت، ستاره موقتاً درخشندگی بیشتری پیدا می‌کند. با بررسی تغییرات نوری ستاره، دانشمندان می‌توانند ویژگی‌های اجرام ناشناخته (مانند سیاره این منظومه) را کشف کرده و درباره جرم، فاصله و حرکت آنها اطلاعات ارزشمندی به دست آورند.
تصویر مفهومی، ستارگان نزدیک به مرکز کهکشان راه شیری را نشان می‌دهد.
این تصویر مفهومی، ستارگان نزدیک به مرکز کهکشان راه شیری را نشان می‌دهد. هر ستاره دنباله‌ای رنگی دارد که سرعت آن را نمایش می‌دهد – هرچه دنباله بلندتر و قرمزتر باشد، ستاره با سرعت بیشتری حرکت می‌کند. دانشمندان ناسا اخیراً به یک ستاره بسیار پرسرعت مشکوک شده‌اند که در مرکز این تصویر دیده می‌شود و به نظر می‌رسد سیاره‌ای در مدار آن قرار دارد. اگر این کشف تأیید شود، این منظومه رکورد سریع‌ترین سیستم سیاره‌ای فراخورشیدی شناخته‌شده را خواهد شکست.
در این پژوهش، سیگنال‌های ریزهمگرایی گرانشی وجود یک جفت جرم کیهانی را آشکار کرد که یکی ۲۳۰۰ برابر سنگین‌تر از دیگری بود اما برای تعیین دقیق جرم آنها، فاصله‌شان از زمین باید مشخص می‌شد.
به گفته دکتر «دیوید بنت»، از نویسندگان مقاله و دانشمند ارشد دانشگاه مریلند و مرکز گادرد ناسا: «تعیین نسبت جرم‌ها کار آسانی است، اما محاسبه دقیق جرم واقعی آنها بسیار دشوارتر است.»
سناریوهای متفاوت درباره ماهیت اجرام این منظومه
دانشمندان ۲ احتمال را درباره ماهیت این دو جرم مطرح کردند:
۱. یک ستاره با جرمی برابر ۲۰ درصد جرم خورشید و سیاره‌ای ۲۹ برابر سنگین‌تر از زمین
۲. یک سیاره سرگردان با جرمی حدود ۴ برابر مشتری، همراه با یک قمر فراخورشیدی (Exomoon) کوچک‌تر از زمین
برای بررسی این فرضیه‌ها، دانشمندان داده‌های رصدخانه کک در هاوایی و ماهواره گایا آژانس فضایی اروپا (ESA) را نیز تجزیه‌وتحلیل کردند. اگر این منظومه متشکل از یک سیاره سرگردان و یک قمر فراخورشیدی باشد، باید کاملاً تاریک باشد و در فضای بین‌ستاره‌ای نامرئی شود.
اما دانشمندان ستاره‌ای را شناسایی کردند که در فاصله حدود ۲۴ هزار سال نوری از ما، در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد! با مقایسه موقعیت این ستاره بین سال‌های ۲۰۱۱ و ۲۰۲۱، دانشمندان توانستند سرعت بالای آن را محاسبه کنند.
آیا این منظومه از کهکشان راه شیری فرار خواهد کرد؟
دانشمندان در واقع فقط سرعت دوبعدی ستاره را محاسبه کرده‌اند؛ اگر منظومه به‌سمت ما بیاید یا از ما دور شود، سرعت واقعی آن حتی بیشتر خواهد بود! ممکن است سرعت این منظومه از سرعت گریز کهکشان، ۶۰۰ کیلومتربرثانیه، نیز بیشتر باشد! دراین‌صورت، این منظومه فراخورشیدی در آینده (میلیون‌ها سال بعد) از کهکشان ما خارج شده و وارد فضای میان‌کهکشانی خواهد شد.
دکتر بنت می‌گوید: «برای اطمینان از اینکه این ستاره تازه‌شناسایی‌شده، همان جرمی است که در سال ۲۰۱۱ سیگنال ریزهمگرایی را ایجاد کرد، باید یک سال دیگر آن را بررسی کنیم. اگر حرکتش مطابق پیش‌بینی باشد، تأیید خواهد شد که این ستاره همان عامل سیگنال ریزهمگرایی بوده است.»
دکتر «آپارنا باتاچاریا» از دانشگاه مریلند و مرکز گادرد ناسا، می‌گوید: «اگر این منظومه در موقعیت خود ثابت بماند، سناریوی سیاره سرگردان و قمر فراخورشیدی تقویت می‌شود.»
پژوهش‌های آینده
تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا که به‌زودی راه‌اندازی می‌شود، نقش مهمی در مطالعات آینده این حوزه خواهد داشت. این مأموریت نه‌فقط به دانشمندان کمک می‌کند تا فراوانی سیارات پیرامون ستاره‌های فوق سریع را بررسی کنند، بلکه سرنخ‌هایی درباره چگونگی شتاب‌گیری این منظومه‌ها ارائه خواهد داد.
رومن با بررسی برآمدگی کهکشانی (Galactic Bulge) میدان دید گسترده‌ای را با وضوحی بی‌نظیر ارائه خواهد کرد. دکتر تری می‌گوید:
«در این مطالعه، ما از MOA برای میدان دید گسترده استفاده کردیم و سپس با تلسکوپ‌های Keck و Gaia که وضوح بالاتری دارند، داده‌های تکمیلی جمع‌آوری کردیم. اما با قدرت دید و استراتژی برنامه‌ریزی‌شده تلسکوپ رومن، دیگر نیازی به تلسکوپ‌های اضافی نخواهیم داشت. رومن همه این کارها را انجام خواهد داد.»
نتایج این پژوهش در مجله Astronomical منتشر شده است.
- 17
- 1
