کشف سیاره جدید در اطراف پروکسیما قنطورس، نزدیکترین ستاره به خورشید

ابزار جدیدی بر روی یک تلسکوپ قدرتمند، اخترشناسان را قادر می‌سازد تا سیاره دیگری را در اطراف نزدیکترین همسایه ستاره‌ای ما کشف کنند.

تصویر هنری از پروکسیما d، سومین سیاره نامزدی که به دور نزدیکترین همسایه ستاره‌ای ما، پروکسیما قنطورس می‌چرخد. ESO / L. Calçada

ستاره‌شناسان سیاره جدیدی را در اطراف پروکسیما قنطورس، نزدیکترین ستاره به خورشید با فاصله 4.2 سال نوری کشف کردند. این یافته تعداد کل سیاره‌های نامزد در این منظومه را به سه می‌رساند.

دنیای جدید که پروکسیما d نام دارد، مکان دلپذیری برای زندگی نخواهد بود. مدار آن فقط در پنج روز آن را به دور ستاره قرمز کم نور خود می‌برد، به اندازه‌ای نزدیک که احتمالاً آب مایع در سطح آن وجود ندارد. اما روشی که اخترشناسان از طریق آن پروکسیما d را با اندازه‌گیری لرزش ستاره میزبان آن کشف کردند، ممکن است به کشف جهان‌های قابل سکونت بیشتری منجر شود.

از لرزش تا سیارات

همانطور که یک سیاره به دور یک ستاره‌ای دیگر می‌چرخد، در نگاه اول به نظر می‌رسد که به دور مرکز ستاره می‌چرخد. اما دو جرم همیشه به دور مرکز جرم خود می‌چرخند و حتی یک سیاره کوچک به دور یک ستاره جرم کافی برای جبران آن مرکز دارد، به طوری که ستاره با چرخش سیاره خود می‌چرخد. ستاره‌شناسان وقتی سرعت شعاعی ستاره، حرکت آن به سمت زمین یا دور شدن از آن را اندازه گیری می‌کنند، می‌توانند تاب خوردن آن را تشخیص دهند.

یک جسم پرجرمتر و/یا نزدیکتر باعث می‌شود که ستاره‌اش حتی بیشتر تاب بخورد. مشتری داغ 51 پگاسی b که هر چهار روز یک بار به دور خود می‌چرخد، یک جابجایی به راحتی قابل مشاهده در ستاره میزبان خود با سرعت 70 متر در ثانیه ایجاد می‌کند. از سوی دیگر، زمین حرکتی به اندازه 0.1 متر در ثانیه (10 سانتی متر بر ثانیه) روی خورشید ایجاد می‌کند.

به نظر می‌رسد رسیدن به سیارات زمین مانند در اطراف ستارگان خورشید مانند باعث بهبود دقت اندازه‌گیری‌ها می‌شود. اما ستاره‌ها می‌توانند کسانی را فریب دهند که سیاره‌ها را شکار می‌کنند. هنگامی که سطح در حال جوش یک ستاره، لکه‌های ستاره‌ای، ستون‌ها و برجستگی‌ها ایجاد می‌کند، آن فعالیت می‌تواند نشانه‌هایی با سرعت شعاعی در قلمرو متر بر ثانیه ایجاد کند. یک سیگنال زمین مانند می‌تواند به راحتی در این ترکیب گم شود.

جوائو فاریا (دانشگاه پورتو، پرتغال) و همکارانش وقتی پروکسیما d را پیدا کردند، این محدودیت را به چالش کشیدند. سیاره کاندید ستاره خود را فقط 40 سانتی‌متر بر ثانیه تاب می‌دهد. این تشخیص هم به دلیل یک ابزار جدید – طیف نگار اسپرسو (ESPRESSO) در تلسکوپ بسیار بزرگ در شیلی – و هم به دلیل نگاه دقیق به فعالیت ستاره امکان‌پذیر بود.

اسپرسو نوری را که از چهار تلسکوپ واحد VLT که هر کدام 8.2 متر اندازه دارند دریافت می‌کند و آن را به یک طیف تقسیم می‌کند. نتیجه وضوح فوق‌العاده بالا، با قابلیت تشخیص سیاره‌ای شبیه زمین در اطراف یک ستاره کم جرم، و همچنین ثبات طولانی مدت در اندازه‌گیری‌ها می‌باشد.

این طیف‌نگار علاوه بر تشخیص جابه‌جایی خفیف در خطوط طیفی هنگام چرخش ستاره به سمت زمین و دور شدن از آن، می‌تواند خطوط گسیلی را که نشان‌دهنده فعالیت ستاره‌ای است نیز تشخیص دهد. هیچ یک از این شاخص‌ها سیگنال پنج روزه مشابه سیاره کاندید را نداشتند. با این حال، در حالی که تیم به این کشف اطمینان دارد، ناشناخته‌های ناشناخته باعث شد تا محققان این سیاره را یک نامزد معرفی کنند.

فاریا می‌گوید: «ما چندین آزمایش انجام دادیم تا احتمال فعالیت ستاره‌ای را به‌عنوان علت این سیگنال رد کنیم و همه آنها به احتمال زیاد منشا سیاره‌ای اشاره کردند. با این حال، همیشه این احتمال وجود دارد که فریب ستاره را بخوریم.

پروکسیما دی به عنوان منادی آینده

گویللم آنگلدادا ـ اسکوده (مؤسسه علوم فضایی، اسپانیا) که رهبری کشف اولین سیاره تایید شده، پروکسیما b را بر عهده داشت، می‌گوید: «از آنجایی که یک جسم مهم است (سیاره‌ای است که به دور نزدیک‌ترین ستاره به خورشید می‌چرخد)، نویسندگان محتاط هستند. اما اجازه دهید اشاره کنم که وجود چنین سیاره‌ای نتیجه شگفت‌انگیزی نیست، بلکه یک کشف زیبا است.

از آنجایی که نمی‌دانیم این سیاره در چه زاویه‌ای به دور ستاره‌اش می‌چرخد، تیم فاریا فقط می‌تواند حداقل جرم سیاره را تخمین بزند: حداقل یک چهارم جرم زمین یا تقریباً دو برابر جرم مریخ. چنین سیاره کوچکی نشانه‌ای با سرعت شعاعی قوی تولید می‌کند، زیرا به میزبان خود بسیار نزدیک است: 3٪ از میانگین فاصله بین خورشید و زمین، 10 برابر نزدیک‌تر از مدار عطارد به دور خورشید.

پروکسیما قنطورس مثل خورشید نیست – این یک ستاره قرمز کم رنگ است که با 0.2 درصد درخشندگی خورشید تابش می‌کند – بنابراین سیاره به اندازه عطارد داغ نیست. با این حال، حتی اگر پروکسیما d را سنگی بدون هوا فرض کنیم، بدون اتمسفر برای به دام انداختن گرما مانند زهره، همچنان دمای تعادل 365K (200 درجه فارنهایت)، نزدیک به نقطه جوش آب خواهد داشت. زندگی همانطور که می‌دانیم نمی‌تواند آنجا وجود داشته باشد. با این حال، این جهان ممکن است شگفتی‌های دیگری داشته باشد. فاریا می‌گوید: «حضور یک جو قطعاً یک احتمال است.

تشخیص پروکسیما d نشانه‌ای از این است که اسپرسو قادر به یافتن چه نوع جهان‌هایی است. آنگلدادا ـ اسکوده می‌گوید: «من می‌توانم بگویم که برای دوره‌های مداری کوتاه‌تر از چرخش ستاره (چند ده روز)، سیارات با جرم زمین را می‌توان به طور سیستماتیک با اسپرسو شناسایی کرد. تا به حال، عدم قطعیت اندازه‌گیری با نویز ستاره قابل مقایسه بود و تشخیص آن با دقت کافی ممکن نبود. اسپرسو در حال تغییر آن است.

بنابراین، پروکسیما c چطور می‌باشد؟ این جهان نامزد، اگرچه دومین دنیایی است که کشف شده است، اما از پروکسیما d دورتر است و تکمیل یک دور کامل پنج سال کامل طول می‌کشد. داده‌هایی که اسپرسو تاکنون جمع‌آوری کرده است کمتر از نیمی از این بازه را پوشش می‌دهد، بنابراین هنوز قادر به دیدن سیگنال این دنیای دورتر نیست. اما اسپرسو به رصد نزدیکترین همسایه ستاره‌ای ما ادامه خواهد داد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

NEW PLANET DISCOVERED AROUND PROXIMA CENTAURI, STAR NEAREST THE SUN

BY: MONICA YOUNG FEBRUARY 10, 2022

https://skyandtelescope.org/astronomy-news/new-planet-discovered-around-proxima-centauri-star-nearest-the-sun/