همه‌چیز درباره‌ی ۷ سیاره‌ی تازه کشف شده!
مجله‌ی علمی ایلیاد - تلسکوپ فضایی اسپیتزر ناسا، نخستین سامانه‌ی شناخته‌شده از ۷ سیاره‌ی زمین-سایز را که دور یک تک ستاره می‌گردند، کشف کرده است. سه عدد از این سیارات به طور قطع در کمربند حیات قرار گرفته‌اند، ناحیه‌ای پیرامون ستاره‌ی مادر که سیارات خاکی به احتمال زیاد می‌توانند آب مایع داشته باشند.
این کشف رکورد جدیدی برای بیشترین تعداد سیارات یافته شده در کمربند حیات یه تک ستاره، خارج از منظومه‌ی خورشیدی به ثبت رسانده است. همه‌ی این هفت سیاره می‌توانند تحت شرایط معمول جوی دارای آب مایع باشند که برای حیاتی که ما می‌شناسیم کلیدی است، اما بیشترین احتمال مربوط به سه سیاره‌ای‌ست که در کمربند حیات قرار دارند.
به گفته‌ی توماس زورباخن معاون رئیس مدیریت مأموریت‌های علمی آژانس فضایی در واشنگتن: «این کشف می‌تواند قطعه‌ی مهمی از پازل یافتن محیط‌های زیست‌پذیر، یعنی مکان‌هایی که برای حیات مساعدند، باشد. پاسخ دادن به این پرسش که آیا ما در کیهان تنهاییم، مهم‌ترین اولیت علم است و یافتن تعداد زیادی سیاره مانند این‌ها برای نخستین بار در کمربند حیات، گام قابل توجهی رو به جلو برای نیل به این هدف است.»
این منظومه‌ی سیاره‌ای در صورت‌فلکی دلو و در فاصله‌ای حدود ۴۰ سال نوری -۳۷۸ هزار میلیارد کیلومتر- از زمین واقع شده، که فاصله‌ی نسبتاً نزدیکی به ما محسوب می‌شود. از آن‌جا که این سامانه‌ی سیاره‌ای خارج از منظومه‌ی خورشیدی ما واقع شده، از نظر علمی به عنوان سیارات فراخورشیدی نامیده می‌شوند.
این سیستم سیاره‌ای فراخورشیدی، TRAPPIST-1 نام دارد، که نام خود را از «تلسکوپ کوچک سیارات عبوری و شبه سیارات» -TRAPPIST- در شیلی گرفته است. در ماه می ۲۰۱۶، پژوهش‌گران به کمک TRAPPIST اعلام کردند که سه سیاره را در این سامانه کشف کرده‌اند. با همکاری چندین تلسکوپ زمینی، از جمله تلسکوپ خیلی بزرگ رصدخانه‌ی جنوبی اروپایی، اسپیتزر وجود دو تا از این سیارات را تأیید و پنج تای دیگر را نیز کشف کرد؛ به این ترتیب تعداد سیارات شناخته شده‌ی در این سیستم به هفت عدد افزایش یافت.
نتایج جدید چهار‌شنبه در مجله‌ی نیچر منتشر شد و در یک خبر کوتاه در ستاد مرکزی ناسا در واشینگتن اعلام گردید.
با استفاده از داده‌های اسپیتزر، تیم پژوهشی به دقت ابعاد هر هفت سیاره را اندازه گرفتند و تخمین اولیه از جرم شش تای آن‌ها را بهبود بخشیدند که اجازه می‌دهد چگالی‌های‌شان را حدس بزنند.
بر اساس چگالی‌های آن‌ها، می‌توان نتیجه گرفت که تمامی سیارات TRAPPIST-1 احتمالاً خاکی‌اند. رصدهای بیشتر، نه تنها به تعیین اینکه آیا آن‌ها غنی از آب هستند کمک می‌کند، بلکه همچنین احتمالاً آشکار می‌کند که آیا هیچ‌یک از آن‌ها روی سطح‌شان دارای آب مایع هستند یا نه. جرم هفتمین و دورترین سیاره هنوز تخمین زده نشده است –گرچه دانشمندان معتقدند که می‌تواند یخی باشد، یعنی یک جهان«گلوله‌برفی وار»، منتها رصدهای بیشتری لازم است.
به گفته‌ی مایکل گیلون، نویسنده‌ی مسئول مقاله و جستجوگر اصلی پیمایش سیارات فراخورشیدی TRAPPIST در دانشگاه لیج بلژیک: «هفت شگفت‌انگیز TRAPPIST-1 نخستین سیارات زمین‌گون هستند که در مدار این نوع ستاره پیدا شده است. همچنین این بهترین هدفی است که تاکنون برای مطالعه‌ی اتمسفر سیارات زمین-سایز که به صورت بالقوه زیست‌پذیرند، به دست آمده است.»
بر خلاف خورشید ما، ستاره‌ی TRAPPIST-1 –که در رده‌ی کوتوله‌های خیلی سرد دسته‌بنده می‌شود- چنان سرد است که آب می‌تواند روی سیاراتی در مدارهای بسیار نزدیک به آن نیز مایع باقی بماند؛ نزدیک‌تر از آن‌چه که روی سیاراتی در منظومه‌ی خورشیدی ما امکان دارد. همچنین این سیارات خیلی به یکدیگر نزدیک‌اند. اگر شخصی روی سطح یکی از سیارات می‌ایستاد، می‌توانست به بالا خیره شود و به طور بالقوه مشخصات زمین‌شناختی یا ابرهای سیارات همسایه را ببیند، که ممکن بود گاهی بزرگتر از ماه در آسمان زمین پدیدار شود.
سیارات ممکن است در قفل گرانشی -کشندی- با ستاره‌ی مادرشان باشند، که به این معنی است که همواره یک طرف سیاره به سمت ستاره است، بنابر این هر سمت سیاره روز یا شب ابدی است. این می‌تواند بدین معنی باشد که آن‌ها دارای الگوهای آب و هوایی به کلی بی‌شباهت با زمین هستند، از جمله اینکه بادهای شدیدی از طرف روز به طرف شب سیاره می‌وزد و دما به شدت تغییر می‌کند.
اسپیتزر، تلسکوپ فروسرخی که زمین را در مدارش به گرد خورشید دنبال می‌کند، برای مطاله‌ی TRAPPIST-1 بسیار مناسب بود، زیرا ستاره‌ی مادر در نور فروسرخ، که طول موج آن بلند‌تر از آن است که چشم انسان بتواند ببیند، تابش بیشتری دارد. در پاییز ۲۰۱۶، اسپیتزر TRAPPIST-1 را برای ۵۰۰ ساعت تقریباً به صورت پیوسته رصد کرد. اسپیتزر به طور ویژه‌ای در مدارش جای گرفت تا رصد عبور سیارات از مقابل ستاره‌ی میزبان برای آشکارسازی ساختار پیچیده‌ی سیستم کافی باشد. مهندسان به توانایی اسپیتزر برای رصد گذر سیارات در طول مأموریت اسپیتزر خوشبین بودند.
سین کری، مدیر مرکز علمی اسپیتزر ناسا در انیستیتو تکنولوژی کالیفرنیا -Caltech- و مرکز پردازش و آنالیز فروسرخ ناسا -IPAC- در پاسادنای کالیفرنیا می‌گوید: «این هیجان‌انگیزترین نتیجه‌ای است که من در طول ۱۴ سال فعالیت اسپیتزر دیده‌ام. اسپیتزر برای بهبود بخشیدن بیشتر به درک ما از این سیارات، در پاییز آینده آن‌ها را دنبال خواهد کرد. تا اینکه در آینده تلسکوپ جیمز وب بتواند برنامه را پیگیری کند. رصدهای بیشتر سامانه مطمئناً رازهای بیشتری را آشکار می‌کند.»
به دنبال کشف اسپیتزر، تلسکوپ فضایی هابل آغاز به گزینش چهار سیاره، از جمله آن سه تا که در کمربند حیات قرار دارند، کرده است. هدف این رصدها ارزیابی اتمسفرهای هیدروژن-غالب ضخیم، نوعاً برای سیارات گازی، مانند نپتون، پیرامون این سیارات است.
در ماه می ۲۰۱۶ تیم هابل دو سیاره‌ی داخلی‌تر را رصد کرد و شاهدی از چنان اتمسفرهای ضخیمی پیدا نکرد. این موضوع باعث تقویت این گمان شد که سیارات نزدیک‌تر به ستاره‌ی مادر در حقیقت صخره‌ای هستند.
به نقل از نیکول لوییس، سرپرست مطالعه‌ی هابل و ستاره‌شناس انیستیتو علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور مریلند: «سامانه‌ی TRAPPIST-1 یکی از بهترین فرصت‌های مطالعه‌ی اتمسفرهای سیارات با اندازه‌های نزدیک به زمین را در دهه‌ی آینده فراهم می‌کند.» همچنین تلسکوپ فضایی سیاره-یاب کپلر ناسا، در حال مطالعه‌ی سامانه‌ی TRAPPIST-1، اندازه‌گیری‌هایی را از تغییرات کوچک در درخشندگی ستاره، به دلیل گذر سیارات انجام می‌دهد. در فعالیتی به عنوان مأموریت K2، رصدهای فضایی به ستاره‌شناسان اجازه می‌دهند که مشخصات سیارات شناخته شده را تصحیح کنند، و نیز به جستجوی سیارات دیگر در منظومه بپردازند. رصدهای K2 در ابتدای ماه مارس به پایان می‌رسد و برای انتشار آماده می‌شود.
اسپیتزر، هابل و کپلر به برنامه‌ی اخترشناسان تا دنبال کردن مطالعات با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب که در راه است و در سال ۲۰۱۸ در مدار قرار می‌گیرد، کمک می‌کنند. با داشتن حساسیت بسیار بیشتر، تلسکوپ جیمز وب قادر خواهد بود رد پای شیمیایی آب، متان، اکسیژن، اُزن، و سایر مؤلفه‌های جو یک سیاره را ردیابی کند. جیمز وب همچنین دمای سیارات و فشار سطحی آن ها را آنالیز خواهد کرد که عواملی کلیدی در تعیین زیست‌پذیری آن‌هاست.
آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا -JPL- در پاسادنای کالیفرنیا، مأموریت تلسکوپ فضایی اسپیتزر را برای ستاد مرکزی مأموریت‌های علمی ناسا اداره می‌کند. فعالیت‌های علمی در مرکز علمی اسپیتزر در کلتک در پاسادنای کالیفرنیا هدایت می‌شود. فعالیت‌های ناوبری در شرکت سامانه‌های فضایی لاکید مارتین در لیتلتون کلورادو مستقر است. داده‌ها در جایگاه آرشیو علمی فروسرخ در Caltech/IPAC ذخیر می‌شود. کلتک JPL را برای ناسا اداره می‌کند.
نوشته: NASA
ترجمه: مجله‌ی علمی ایلیاد - مهدی موسوی
ترجمه: مجله‌ی علمی ایلیاد - مهدی موسوی