ستاره شناسان یک منظومه چند سیاره ای نزدیک با دو سیاره به اندازه زمین را کشف کردند

این منظومه که فقط 33 سال نوری از زمین فاصله دارد، به نظر می رسد میزبان دو سیاره صخره ای به اندازه زمین باشد.

یک سیستم چند سیاره ای جدید در همسایگی کهکشانی ما توسط ستاره شناسان MIT و جاهای دیگر کشف شده است. این سیاره فقط 10 پارسک یا حدود 33 سال نوری از زمین فاصله دارد که آن را به یکی از نزدیک ترین سیستم های چند سیاره ای شناخته شده به سیاره ما تبدیل می کند.

در قلب این منظومه یک ستاره کوتوله M کوچک و خنک به نام HD 260655 قرار دارد و ستاره شناسان دریافته اند که حداقل دو سیاره زمینی به اندازه زمین را میزبانی می کند. جهان های صخره ای مدارهای نسبتاً تنگی دارند و سیارات را در معرض دمایی قرار می دهند که برای حفظ آب سطحی مایع بسیار زیاد است. بنابراین بعید است که قابل سکونت باشند.

با این وجود، دانشمندان در مورد این منظومه هیجان‌زده هستند، زیرا نزدیکی و روشنایی ستاره آن به آنها نگاهی دقیق‌تر به ویژگی‌های سیارات و نشانه‌های جوی که ممکن است داشته باشند، می‌دهد.

میشل کونیموتو، پسادکتر در موسسه کاولی برای اخترفیزیک و تحقیقات فضایی MIT و یکی از دانشمندان برجسته این کشف، می‌گوید: «هر دو سیاره در این منظومه به دلیل درخشندگی ستاره‌شان یکی از بهترین اهداف برای مطالعه اتمسفر محسوب می‌شوند. آیا جوی سرشار از فرار در اطراف این سیارات وجود دارد؟ و آیا نشانه هایی از گونه های مبتنی بر آب یا کربن وجود دارد؟ این سیارات بسترهای آزمایشی فوق‌العاده‌ای برای آن کاوش‌ها هستند.»

این تیم کشف خود را در 15 ژوئن 2022 در نشست انجمن نجوم آمریکا در پاسادنا، کالیفرنیا ارائه خواهد کرد. اعضای تیم MIT شامل کاترین هسه، جورج ریکر، سارا سیگر، آوی شپورر، رولاند واندرسپک، و جوئل ویلاسنور به همراه همکارانی از موسسات در سراسر جهان هستند.

قدرت داده

منظومه سیاره‌ای جدید در ابتدا توسط ماهواره بررسی سیارات فراخورشیدی گذر ناسا ( TESS )، یک مأموریت تحت رهبری MIT که برای رصد نزدیک‌ترین و درخشان‌ترین ستاره‌ها طراحی شده است، و افت‌های دوره‌ای در نور را که می‌تواند سیگنال یک سیاره در حال عبور را نشان دهد، شناسایی شد.

در اکتبر 2021، کونیموتو، یکی از اعضای تیم علمی TESS MIT، در حال نظارت بر داده های دریافتی ماهواره بود که متوجه یک جفت افت دوره ای نور ستاره یا گذر از ستاره HD 260655 شد.

او ردیابی ها را از طریق خط لوله بازرسی علمی ماموریت انجام داد و سیگنال ها به زودی به عنوان دو شی مورد علاقه TESS یا TOI طبقه بندی شدند – اجرامی که به عنوان سیاره های بالقوه پرچم گذاری می شوند. همان سیگنال‌ها نیز به‌طور مستقل توسط مرکز عملیات پردازش علم (SPOC)، خط لوله رسمی جستجوی سیاره TESS مستقر در ناسا ایمز، یافت شد. دانشمندان معمولاً قصد دارند با تلسکوپ های دیگر پیگیری کنند تا تأیید کنند که این اجرام واقعاً سیاره هستند.

فرآیند طبقه بندی و متعاقباً تأیید سیارات جدید اغلب می تواند چندین سال طول بکشد. برای HD 260655، این فرآیند با کمک داده های آرشیوی به طور قابل توجهی کوتاه شد.

بلافاصله پس از اینکه کونیموتو دو سیاره بالقوه را در اطراف HD 260655 شناسایی کرد، Shporer به دنبال این بود که ببیند آیا این ستاره قبلاً توسط تلسکوپ‌های دیگر رصد شده است یا خیر. به عنوان شانس، HD 260655 در بررسی ستارگان که توسط طیف سنج اشل با وضوح بالا (HIRES)، ابزاری که به عنوان بخشی از رصدخانه کک در هاوایی عمل می کند، فهرست شد. HIRES از سال 1998 این ستاره را به همراه تعداد زیادی از ستارگان زیر نظر داشت و محققان توانستند به داده های در دسترس عمومی این نظرسنجی دسترسی پیدا کنند.

HD 260655 همچنین به عنوان بخشی از بررسی مستقل دیگری توسط CARMENES، ابزاری که به عنوان بخشی از رصدخانه Calar Alto در اسپانیا عمل می کند، فهرست شد. از آنجایی که این داده‌ها خصوصی بودند، تیم با اعضای HIRES و CARMENES با هدف ترکیب قدرت داده آنها تماس گرفت.

Shporer خاطرنشان می کند: “این مذاکرات گاهی اوقات کاملاً ظریف هستند.” “خوشبختانه، تیم ها توافق کردند که با هم کار کنند. این تعامل انسانی تقریباً به اندازه مشاهدات واقعی در به دست آوردن داده ها مهم است.

کشش سیاره ای

در پایان، این تلاش مشترک به سرعت وجود دو سیاره در اطراف HD 260655 را در حدود شش ماه تایید کرد.

برای تأیید اینکه سیگنال‌های تس در واقع از دو سیاره در حال گردش هستند، محققان داده‌های HIRES و CARMENES ستاره را بررسی کردند. هر دو بررسی، لرزش گرانشی ستاره را که به عنوان سرعت شعاعی آن نیز شناخته می شود، اندازه گیری می کنند.

کونیموتو توضیح می‌دهد: «هر سیاره‌ای که به دور یک ستاره می‌چرخد، کشش گرانشی کمی روی ستاره‌اش خواهد داشت. آنچه ما به دنبال آن هستیم، هر حرکت خفیفی از آن ستاره است که می تواند نشان دهد یک جرم سیاره ای در حال کشیدن آن است.

از هر دو مجموعه داده‌های آرشیوی، محققان نشانه‌های آماری معنی‌داری پیدا کردند که نشان می‌دهد سیگنال‌های شناسایی شده توسط TESS در واقع دو سیاره در حال گردش هستند.

Shporer می‌گوید: «سپس فهمیدیم که چیز بسیار هیجان‌انگیزی داریم.

این تیم سپس داده‌های TESS را با دقت بیشتری بررسی کرد تا ویژگی‌های هر دو سیاره، از جمله دوره مداری و اندازه آنها را مشخص کند. آنها مشخص کردند که سیاره درونی، با نام HD 260655b، هر 2.8 روز یک بار به دور ستاره می چرخد ​​و حدود 1.2 برابر بزرگتر از زمین است. دومین سیاره بیرونی، HD 260655c، هر 5.7 روز یک بار به دور زمین می چرخد ​​و 1.5 برابر زمین است.

از داده‌های سرعت شعاعی HIRES و CARMENES، محققان توانستند جرم سیارات را محاسبه کنند که مستقیماً با دامنه‌ای که هر سیاره بر روی ستاره خود می‌کشد، مرتبط است. آنها دریافتند سیاره درونی تقریباً دو برابر جرم زمین است، در حالی که سیاره بیرونی تقریباً سه جرم زمین دارد. از روی اندازه و جرم آنها، تیم چگالی هر سیاره را تخمین زد. سیاره درونی و کوچکتر کمی چگالتر از زمین است، در حالی که سیاره بیرونی و بزرگتر کمی چگالی کمتری دارد. هر دو سیاره، بر اساس چگالی شان، احتمالاً زمینی یا سنگی هستند.

محققان همچنین بر اساس مدارهای کوتاه خود تخمین می زنند که سطح سیاره درونی 710 کلوین (818 درجه فارنهایت ) است، در حالی که سیاره بیرونی حدود 560 درجه کلوین (548 درجه فارنهایت) است.

کونیموتو می‌گوید: «ما آن محدوده خارج از منطقه قابل سکونت را خیلی داغ می‌دانیم تا آب مایع روی سطح وجود نداشته باشد.

Shporer می افزاید: «اما ممکن است سیارات بیشتری در منظومه وجود داشته باشد. سیستم‌های چند سیاره‌ای بسیاری وجود دارند که میزبان پنج یا شش سیاره هستند، به‌ویژه در اطراف ستاره‌های کوچکی مانند این. امیدواریم موارد بیشتری را پیدا کنیم و ممکن است یکی در منطقه قابل سکونت باشد. این یک تفکر خوش بینانه است.»