رصد سیارات فراخورشیدی در شبهای پاییز
Scientists have reported the first conclusive discovery of water vapor in the atmosphere of an exoplanet, or a planet beyond our Solar System. This artist's impression shows a gas-giant exoplanet transiting across the face of its star. Infrared analysis by NASA's Spitzer Space Telescope of this type of system provided the breakthrough. The planet, HD 189733b, lies 63 light-years away in the constellation Vulpecula. It was discovered in 2005 as it transited its parent star, dimming the star's light by some three percent.
سیارات فراخورشیدی در آسمان شب سیر می‌کنند. ما ممکن است قادر به مشاهده آنها به طور مستقیم نباشیم، اما می‌توانیم ستاره‌های میزبان آنها را به عنوان جایگزینی برای مشاهده خود آنها در نظر بگیریم.
تصویر هنری سیاره فراخورشیدی مشتری‌داغ 51 Pegasi b را نشان می‌دهد که در مدار ستاره 51 Peg در حدود 50 سال نوری زمین قرار گرفته است. این سیاره در سال 1995، اولین سیاره‌ای بود که در اطراف یک ستاره معمولی کشف شد. این سیاره تنها در 4.7 میلیون کیلومتری مدار ستاره قرار دارد و تخمین زده میشود دمای آن 1000 درجه سانتیگراد داغ باشد!
NASA / JPL-Caltech
من معمولا در مورد چیزهایی که واقعا در آسمان دیده می‌شوند صحبت می‌کنم، اما در این زمان ما استثنائی را درنظرمی‌گیریم که حتی با تلسکوپ هم قابل مشاهده نیستند. مطمئنا، ممکن است بخندید، اما یک دقیقه برای توضیح دادن به من وقت بدهید. من شک شما را درک می‌کنم، اما تعداد فراوانی از سیارات فراخورشیدی – 3878 مورد از 2896 سیستم سیاره‌ای که تا 14 نوامبر سال 2018 انتشار یافت – من را مجبور می‌کند آنها را به عنوان اهدافی در نظر بگیرم.
سیارات فراخورشیدی را extrasolar planets، هم می‌نامند. آنها سیاراتی هستند که در مدار ستاره‌هایشان آنسوی منظومه شمسی ما می‌چرخند و پس از اسم ستاره‌شان عبارت “b” برای اولین سیاره کشف شده، و عبارت “c” برای دومین سیاره اضافه می‌گردد و ….
اکثریت سیارات فراخورشیدی با استفاده از روش سرعت شعاعی کشف شده‌اند (هنگامی که یک سیاره به دور ستاره میزبانش حرکت می‌کند و باعث می شود که سرعت مداری آنها تغییر کند). ستاره‌شناسان تغییرات سرعتی را با توجه به یک تغییر جزئی در رنگ نور ستاره زمانی که ستاره را نزدیک (آبی) و دور (قرمز) میشود را اندازه گیری کردند. رصدخانه Las Cumbres / CC BY-NC 2.0
بسیاری از آنهایی که در لیست مشتری‌های داغ هستند، پرجرم، هم‌اندازه با مشتری هستند که به اندازه کافی نزدیک به دور ستاره‌های والدخود می‌چرخند و همچنین می‌توانند یک کشش گرانشی قابل اندازه گیری را اعمال کنند. کشش سیاره باعث میشود که ستاره یک دایره کوچک را در مورد مرکز جرم سیستم توصیف کند. به طور متناوب به زمین نزدیک شده و از آن رد میشود، ستاره‌شناسان تغییر سرعت ستاره را اندازهگیری می‌کنند – که سرعت شعاعی نامیده میشود – (برای تعیین جرم سیاره و سایر ویژگی‌ها).
Fomalhaut b یکی از چندین سیاره کوچک است که با یک تصویر مستقیم کشف شده‌اند. این تصاویر توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است و دیسک بیرونی و سنگی را در اطراف Fomalhaut نشان می‌دهد. ناسا / ESA
سیاره‌های عظیمی که به دور والدشان در حال چرخش هستند، قوی‌تر می‌شوند و از مدار سیارات کوچکتر زمین مانند، در مدارهای دورتر قابل تشخیص هستند. به عنوان مثال، مشتری، به دور خورشید در حدود 13 متر در هر ثانیه می‌چرخد، در حالی که زمین تنها 9 سانتیمتر در ثانیه اینکار را می‌کند. اسپکترومترها که انتقال به آبی و قرمز را به دلیل تغییرات در سرعت اندازهگیری می‌کنند، می‌توانند تغییرات سرعت را در مدت کمتر از 1 متر در ثانیه نشان دهد.
این تصویر false-color نزدیک مادون قرمز با حذف بسیاری از نورهای بازتابی از ستاره کاپای آندرومدا (که در مرکز علامتگذاری شده) پردازش شده است. همدم “سوپر مشتری”، کاپا و ب (سمت چپ بالا)، مدار ستاره میزبان در حدود 55 a.u. یا حدود 1.8 برابر دورتر از فاصله نپتون از خورشید است. مدار نپتون برای مقایسه به صورت (دایره مرکزی) نشان داده شده است. در مرکز دایره علامت مشخص شده، سیگنال موجود در تمام طول موج‌های نزدیک مادون قرمز را نشان می‌دهد.
NOAJ / Subaru / J. Carson (College of Charleston) / CC BY-SA 3.0
با استفاده از آنچه که روش گذر نامیده میشود، سیارات فراخورشیدی زیادی نیز مشاهده شده است. تلسکوپ فضایی کپلر اخیرا از این استراتژی برای کشف نزدیک به 2700 سیاره استفاده کرده است! بسیاری از روش‌های دیگر برای کشف سیاره‌هایی که در نور ستاره میزبانشان مخفی شده‌اند، وجود دارد: شامل میکرولنز گرانشی، زمان‌سنجی تپ‌اختر و تصویربرداری مستقیم.
این نقشه به شما کمک خواهد کرد که برخی از 19 ستاره‌ای را که سیارات فراخورشیدی به دور آنها در حال چرخش هستند و در آسمان پاییز در عرضهای نیمه شمالی دیده میشود، شناسایی کنید. Stellarium
دو سیاره فراخورشیدی در فهرست ما با روش مستقیم تصویربرداری شده‌اند(Fomalhaut b و Kappa (κ) و b). بقیه آنها توسط تغییرات سرعت شعاعی کشف شدند. Fomalhaut b، یکی از نزدیکترین سیارات فراخورشیدی است که در فاصله 25.1 سال نوری قرار دارد و در فاصله 115 a.u. از ستاره میزبانش قرار گرفته است. هر دو سیاره کاپا آندرومدا و Fomalhaut در اطراف ستاره میزبان خود به آرامی با دوره‌های 877 سال و 589 سال به ترتیب حرکت می‌کنند.
الدبران یکی از درخشان‌ترین ستاره‌هایی است که میزبان یک سیاره فراخورشیدی می‌باشد. با حدود 6/5 برابر جرم مشتری، حدود 45 درصد دورتر از ستاره خودش نسبت به سیاره زمین از خورشید قرار گرفته است. مانند بسیاری از سیارات فراخورشیدی، این سیاره یک مشتری داغ با دمای حدود 1230 درجه سانتیگراد (2240 درجه فارنهایت) می‌باشد. Stellarium
با نگاهی به جدول زیر می‌توانید مشاهده کنید که Tau (τ) Ceti دارای همدم کم‌جرمی با دو تا چهار سیاره است که تنها دو برابر بزرگتر از زمین هستند، به هر حال، 0.003 برابر بزرگتر از مشتری (یا 0.003 MJ ) هستند. سیاره پرجرم Upsilon (υ) و d جرمی 23.6 برابر مشتری دارد. به نظر می‌رسد که این سیاره به سختی قابل ملاحظه است و هنوز هم به اندازه کافی پرجرم است تا بتواند هیدروژن درون هسته را بسوزاند و تبدیل به یک ستاره شود. این امر نیاز به حدود 75 برابر مشتری مواد دارد.
چهار سیاره به دور مدار ستاره‌ای در آسمان شمالی می‌چرخند، از جمله کوکب روشن در آبگردان کوچک. Stellarium
حتی اگر شما نمی‌توانید همدمان سیاره‌ای را ببینید، به هر یک از این ستاره‌ها، با چشم غیر مسلح، نگاهی بیندازید و اطمینان حاصل کنید که این سیاره‌ها به طور قطع به عنوان سیارات آشنایی در اطراف ستاره خودشان می‌چرخند. ما اولین نسل در تاریخ هستیم که این واقعیت را به جای حدس و گمان می‌دانیم.
سیاره‌های زیر به ترتیب صعود مستقیم از غرب به شرق ذکر شده‌اند:
| NAME | DISCOVERY DATE | METHOD | MASS (JUPITER) | ORBITAL PERIOD | STAR MAG. |
|---|---|---|---|---|---|
| 11 UMi b | 2009 | Radial velocity | 10.5 MJ | 516 days | 5.0 |
| Beta (β) UMi b | 2014 | Radial velocity | 6.1 MJ | 522 days | 2.0 |
| 42 Dra b | 2009 | Radial velocity | 3.9 MJ | 479 days | 4.8 |
| 18 Del b | 2008 | Radial velocity | 10.3 MJ | 993 days | 5.5 |
| 51 Peg b | 1995 | Radial velocity | 0.5 MJ | 4.2 days | 5.5 |
| Fomalhaut b | 2008 | Direct imaging | 3.0 MJ | 877 years | 1.2 |
| 91 Aqu b | 2003 | Radial velocity | 3.2 MJ | 181 days | 4.2 |
| 14 And b | 2008 | Radial velocity | 5.3 MJ | 186 days | 5.2 |
| Kappa (κ) And b | 2013 | Direct imaging | 13.0 MJ | 589 years | 4.2 |
| Gamma (γ) Cep b | 2003 | Radial velocity | 11.1 MJ | 903 days | 2.5 |
| Eta (η) Cet b,c | 2014 | Radial velocity | 2.6 MJ, 3.3 MJ | 404 days, 752 days | 3.5 |
| Ups (υ) And b,c,d,e | 1996—2010 | Radial velocity | 0.6 MJ, 9.1 MJ, 23.6 MJ, 1.1 MJ | 4.6 d to 10.5 years | 4.1 |
| Tau (τ) Ceti e,f,g,h | 2012—2017 | Radial velocity | 0.006 MJ to 0.012 MJ | 20 to 636 days | 3.5 |
| Alpha (α) Ari b | 2011 | Radial velocity | 1.8 MJ | 381 days | 2.0 |
| 75 Cet b | 2012 | Radial velocity | 3.0 MJ | 692 days | 5.4 |
| 81 Cet b | 2008 | Radial velocity | 5.3 MJ | 953 days | 5.7 |
| Epsilon (ε) Eri b | 2000 | Radial velocity | 0.8 MJ | 7.4 years | 3.7 |
| Sigma (σ) Per b | 2014 | Radial velocity | 6.5 MJ | 580 days | 4.4 |
| Aldebaran b | 1998 | Radial velocity | 6.5 MJ | 628 days | 0.9 |
ترجمه: سارا سیدحاتمی
Exoplanets for Autumn Evenings
By: Bob King | November 14, 2018
منبع:
https://www.skyandtelescope.com/observing/exoplanets-for-autumn-evenings/