کشف سیاره فراخورشیدی جدید شبه تاتوئین، در حال گردش به دور خورشیدهای دوقلو!!

کشف سیاره جدید BEBOP-1c دومین منظومه سیاره‌ای شناخته شده در حال گردش به دور ستارگان دوقلو را تایید می‌کند.

تصویری از یک سیاره دور، جهانی در مدار نه یک، بلکه دو ستاره که به دور مرکز جرم خود می‌چرخد. (اعتبار تصویر: مارک گارلیک/کتابخانه عکس علمی/گتی ایماژ)

برای دهه‌ها، ستاره‌شناسان فکر می‌کردند که آیا سیاراتی با خورشیدهای دوقلو مانند دنیای تخیلی لوک اسکای واکر، یعنی تاتوئین، فقط علمی تخیلی هستند. اکنون دانشمندان سیستم جدیدی شبیه به تاتوئین را کشف کرده‌اند که خانه چندین دنیا است.

ستارگان دوتایی، یا دو ستاره‌ای که به دور یکدیگر می‌چرخند، بسیار رایج هستند – حدود نیمی از ستارگان خورشید مانند در کهکشان راه شیری در منظومه‌های دوتایی قرار دارند. تا به حال، ستاره‌شناسان کشف 14 سیاره در اطراف آنها را تایید کرده بودند – سیاره‌هایی که همزمان به دور هر دو ستاره یک منظومه دوتایی می‌چرخند.

متیو استندینگ، نویسنده اصلی این مطالعه، اخترفیزیکدان در دانشگاه آزاد انگلستان، به اسپیس گفت: «در ابتدا تصور می‌شد که سیارات وجود ندارند، زیرا ستارگان دوتایی دیسکهای تشکیل دهنده سیاره را تحت تاثر قرار می‌دهند و محیطی سخت برای تشکیل سیارات ایجاد می‌کنند.  همه اینها با کشف Kepler-16b در سال 2011 توسط تلسکوپ فضایی کپلر تغییر کرد. این کشف نشان داد که تشکیل این سیارات باید امکان‌پذیر باشد.

تا به حال، تنها یک منظومه دوتایی برای میزبانی چندین سیاره شناخته شده بود:  کپلر-47، واقع در فاصله 5000 سال نوری از ما، در صورت فلکی ماکیان، قو. این منظومه دور چند سیاره‌ای دارای سه جهان بزرگ شناخته شده به نام‌های Kepler-47 b، d و c است.

در مطالعه جدید، ستاره‌شناسان سیستم دوتایی TOI-1338 را بررسی کردند که در فاصله 1320 سال نوری از زمین در صورت فلکی سه پایه قرار دارد، در سال 2020، تلسکوپ فضایی تس برای شکار سیارات فراخورشیدی ناسا یک سیاره‌ی اطراف به نام TOI-1338b را کشف کرد که به دور جفت ستاره TOI-1338 می‌چرخد.

دانشمندان با استفاده از رصدخانه جنوبی اروپا و تلسکوپ بسیار بزرگ، که هر دو در صحرای آتاکاما در شیلی قرار دارند، تلاش کردند جرم TOI-1338b را مشخص کنند. علیرغم تلاش‌هایشان نتوانستند به این هدف برسند. در عوض، آنها سیاره دوم را کشف کردند.

استندینگ می‌گوید: «از مجموع بیش از 5200 سیاره فراخورشیدی که تاکنون کشف شده، تنها 15 سیاره از این سیاره‌های اطراف شناخته شده‌اند، حضور بخشی از این شاخه نوظهور علم سیارات فراخورشیدی هیجان‌انگیز است. “نتایج اولیه ما نشان می‌دهد که به نظر می‌رسد سیارات اطراف به همان اندازه سیارات اطراف ستاره‌های منفرد مانند خورشید ما وجود دارند.”

دنیای جدید، BEBOP-1c نامیده می‌شود که نام پروژه جمع‌آوری داده‌ها، BEBOP، مخفف Binaries Escorted By Orbiting Planets است. (BEBOP-1 نام دیگری برای سیستم دوتایی TOI-1338 است.)

BEBOP-1c یک غول گازی است که جرم آن حدود 65 برابر جرم زمین و حدود 5 برابر کمتر از جرم مشتری است. این ستاره در فاصله حدود 79 درصد از یک واحد نجومی (AU) به دور ستاره‌های خود می‌چرخد (یک واحد نجومی میانگین فاصله بین زمین و خورشید است) که حدود 215 روز طول می‌کشد تا یک سفر به دور خورشیدهایش کامل شود.

در مقایسه، TOI-1338b در حدود 46 درصد از یک AU از ستاره‌های خود قرار دارد و حدود 95 روز طول می‌کشد تا به دور آنها بچرخد. دانشمندان تخمین می‌زنند که جرم آن حداکثر 22 برابر جرم زمین است.

تصویر هنری از TOI-1338b. (اعتبار تصویر: ناسا)

با استفاده از تلسکوپ فضایی تس، یک دانش‌آموز دبیرستانی به کشف TOI-1338b کمک کرد که در چندین موقعیت از مقابل ستاره‌های درخشان‌تر خود عبور یا «گذر» کرد. این امر به محققان کمک کرد اندازه آن – تقریباً به اندازه زحل – اما نه جرم آن را تخمین بزنند.

در مقابل، در مطالعه جدید، محققان این سیستم دوتایی را با جست‌وجوی لرزش‌ها در مدار ستارگان زیر نظر داشتند. این روش «سرعت شعاعی» می‌تواند کشش گرانشی سیارات را تشخیص دهد. گرانش یک سیاره به جرم آن مرتبط است، بنابراین این امر می‌تواند به نشان دادن وزن یک سیاره کمک کند.

آموری تریاد، اخترفیزیکدان دانشگاه بیرمنگام انگلستان، یکی از نویسندگان این مطالعه، به Space.com گفت BEBOP-1c اولین سیاره دوری است که تنها با تکنیک سرعت شعاعی کشف شده است. کشف آن زودتر انجام می شد – کووید منجر به بسته شدن موقت رصدخانه‌هایی شد که به شناسایی BEBOP-1c کمک کرد و این یافته‌ها را یک سال به تاخیر انداخت.

استندینگ می‌گوید: «تاکنون سیارات اطراف در حال عبور توسط تلسکوپ‌های فضایی کپلر و تس کشف شده‌اند که صدها میلیون دلار هزینه داشته‌اند. این کشف جدید قدرتمند است زیرا نشان می‌دهد “شما برای شناسایی این سیارات به تلسکوپ‌های فضایی گران قیمت نیاز ندارید.” در عوض، آنها را می‌توان با استفاده از تکنیک سرعت شعاعی “از تلسکوپ‌های زمینی با برنامه‌ریزی دقیق و انتخاب هدف” کشف کرد.

تشخیص سیارات اطراف با تکنیک سرعت شعاعی دشوار است. استندینگ توضیح داد که نور هر دو ستاره می‌تواند جمع‌آوری داده‌های دقیق در مورد حرکات آن‌ها برای تأیید حضور جهان‌های اطراف را چالش‌برانگیز کند.

استندینگ گفت: “BEBOP با انتخاب ستاره‌های دوتایی که در آن ستاره ثانویه بسیار کوچکتر و کم نورتر از ستاره اولیه است، این مشکل را حل می‌کند. این بدان معنی است که ستاره ثانویه توسط تلسکوپ‌های ما دیده نمی‌شود و بنابراین این دو سیگنال تداخلی ندارند.” این نوع سیستم‌های ستاره‌ای دوتایی نادرتر از سیستم‌هایی هستند که دو ستاره در آن‌ها اندازه مشابهی دارند، اما با پیشرفت‌های اخیر در تکنیک‌های تجزیه و تحلیل داده‌ها، BEBOP جستجوی خود را به سیارات اطراف این دوتایی‌های هم اندازه در آینده نزدیک گسترش خواهد داد.

تاکنون تنها دو جهان در سیستم TOI-1338/BEBOP-1 شناخته شده است. با این حال، دانشمندان خاطرنشان کردند که ممکن است در آینده موارد بیشتری شناسایی شود. تحقیقات آینده همچنین می‌تواند به تایید اندازه BEBOP-1c و جرم TOI-1338b کمک کند.

تریود گفت: «ما یک بررسی مداوم با تلسکوپ‌ها در فرانسه و شیلی برای یافتن سیارات پیرامونی بیشتر و اندازه‌گیری دقیق‌تر خواص آنها داریم. به عنوان مثال، چند بار اتفاق می‌افتند؛ آیا جرم آنها یکسان است یا کمتر یا بیشتر از سیاراتی که به دور ستاره‌های منفرد می‌چرخند و غیره.»

تریود گفت: گام مهم دیگر “اندازه گیری شیمی اتمسفر سیارات اطراف و مقایسه آنها با سیاراتی است که به دور ستاره‌های منفرد می‌چرخند.” تلسکوپهایی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب به طور منحصر به فردی برای آن مناسب هستند و این نوع تحقیقات شواهد بسیار جدیدی در مورد شکل‌گیری سیاره ارائه می‌دهد.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

New Tatooine-like exoplanet discovered orbiting twin suns. Meet BEBOP-1c.

By Charles Q. Choi

https://www.space.com/tatooine-exoplanet-binary-systeim-twin-suns