فیلم باورنکردنی سیاراتی را نشان می‌دهد که دور ستاره‌ای در سال‌های نوری دورتر می‌چرخند!!

چهار جهان در فاصله 133 سال نوری از ما در حال چرخش به دور یک ستاره جوان. (جیسون وانگ/دانشگاه نورث وسترن)

ویدیوی جدیدی که در یوتیوب به اشتراک گذاشته شده است یکی از شگفت انگیزترین چیزهایی است که تا به حال در علم سیاره‌ای دیده‌ایم.

این ویدئو چهار نقطه نور را نشان می‌دهد که در دایره‌های متحدالمرکز جزئی در اطراف یک دیسک سیاه در مرکز آنها حرکت می‌کنند. آنچه شما در واقع به آن نگاه می‌کنید یک منظومه سیاره‌ای است.

این چهار نقطه سیارات فراخورشیدی هستند که قرص سیاه ستاره آنها را در فاصله 133.3 سال نوری از زمین پنهان کرده است. دایره‌های جزئی حرکات مداری آنها هستند که به مرور زمان از 12 سال رصد جمع آوری شده است.

این ستاره HR8799 است و در سال 2008 سیاره‌های فراخورشیدی آن اولین منظومه را تشکیل دادند (نه اولین سیاره فراخورشیدی که 2M1207b در سال 2004 بود) که ستاره‌شناسان مستقیماً دیده بودند.

از آن زمان، اخترشناس جیسون وانگ از دانشگاه نورث وسترن مشتاقانه آن را تماشا کرده است. او این مشاهدات را در یک مرور زمان گردآوری کرده است – نه به هیچ دلیل علمی، بلکه فقط به این دلیل که فوق العاده عالی است.

وانگ می‌گوید: «معمولاً دیدن سیارات در مدارشان دشوار است.

به عنوان مثال، واضح نیست که مشتری یا مریخ به دور خورشید ما می‌چرخند، زیرا ما در یک منظومه زندگی می‌کنیم و دیدی از بالا به پایین نداریم. رویدادهای نجومی یا خیلی سریع اتفاق می‌افتند یا خیلی آهسته که نمی‌توان در یک فیلم ثبت کرد.

اما این ویدئو حرکت سیارات را در مقیاس زمانی انسانی نشان می‌دهد. امیدوارم مردم را قادر سازد از چیز شگفت‌انگیزی لذت ببرند.

تعداد کنونی سیارات فراخورشیدی تایید شده – که سیارات فراخورشیدی یا سیارات خارج از منظومه شمسی هستند – بیش از 5200 عدد است، اما ما در واقع هرگز اکثر آنها را ندیده‌ایم.

ستاره‌شناسان عمدتاً با مطالعه تأثیر سیاره فراخورشیدی بر ستاره میزبان، سیارات فراخورشیدی را از روشهای غیرمستقیم پیدا می‌کنند. کم و زیاد شدن منظم و ضعیف در نور ستاره نشان دهنده یک سیاره فراخورشیدی است که از بین ما و ستاره می‌گذرد. تغییرات ضعیف در طول موج نور ستاره نشان دهنده برهمکنش گرانشی بین سیاره فراخورشیدی و ستاره است.

دلیل این امر این است که در واقع دیدن مستقیم یک سیاره فراخورشیدی بسیار دشوار است. آنها بسیار کوچک هستند و در مقایسه با ستاره میزبان خود بسیار کم نور هستند. هر نوری که از خود ساطع یا منعکس می‌کنند معمولاً در نور درخشان ستاره بلعیده می‌شود.

با این حال، هر از چند گاهی ما خوش شانس می‌شویم. سیارات فراخورشیدی بزرگ هستند و به اندازه کافی از ستاره خود جدا شده‌اند و جهت‌گیری سیستم به گونه‌ای است که اگر نور ستاره سد یا مخفی شود (به همین دلیل است که HR8799 به صورت یک دیسک سیاه ظاهر می‌شود) می‌توانیم آنها را به صورت حبابهای کوچکی ببینیم.

حتی نادرتر این است که آن‌ها را در حال اجرای سیاره‌های پیچیده‌شان ببینیم، زیرا زمان‌بندی مدارهای درگیر بسیار طولانی‌تر از زمانی است که دانشمندان مستقیماً اولین سیاره فراخورشیدی را مشاهده کردند.

اما وانگ و تیمش اکنون داده‌های رصدی کافی از HR8799 برای یک تایم لپس که مدارهای جزئی را نشان می‌دهد، دارند و این همان چیزی است که او گردآوری کرده است.

وانگ می‌گوید: «از تماشای سیستم‌های مداری در یک ویدیوی تایم لپس از نظر علمی چیزی به دست نمی‌آید، اما به دیگران کمک می‌کند از آنچه ما مطالعه می‌کنیم، قدردانی کنند.

توضیح دادن تفاوتهای ظریف علم با کلمات می‌تواند دشوار باشد. اما نشان دادن علم در عمل به دیگران کمک می کند اهمیت آن را درک کنند.

مشاهدات با استفاده از رصدخانه W. M. Keck جمع‌آوری شد و وانگ از اپتیک تطبیقی برای تصحیح اثر اعوجاج جو زمین استفاده کرد.

تایم لپس همچنین برای تصحیح جهشهای زمانی بین داده‌ها پردازش شده است که حرکت مداری صاف چهار سیاره فراخورشیدی را نشان می‌دهد.

12 سال رصد فقط در 4.5 ثانیه سرعت گرفته است.

این چیزی است که شما به آن نگاه می‌کنید. دایره سیاه در مرکز ستاره جوان 30 میلیون ساله است که جرم آن 1.5 برابر و 4.9 برابر روشنایی خورشید است.

درونی‌ترین سیاره فراخورشیدی HR8799e است که جرم آن 7.4 مشتری است که در فاصله 16.25 برابر فاصله بین زمین و خورشید یا واحدهای نجومی برای یک دوره مداری 45 ساله در حال گردش است. دانشمندان توانسته‌اند نور این سیاره فراخورشیدی را تجزیه و تحلیل کنند تا مشخص کنند که این یک غول گازی طوفان‌زده است.

با حرکت به سمت خارج، HR8799d دارای جرم 9.1 مشتری است و در یک دوره مداری 100 ساله با 26.67 واحد نجومی می‌چرخد.

HR8799c 7.8 مشتری جرم دارد و در فاصله 41.4 واحد نجومی (فقط کمی بیشتر از فاصله بین خورشید و پلوتون) برای یک دوره مداری 190 ساله می چرخد. دانشمندان دریافته‌اند که در جو خود آب دارد.

در نهایت، HR8799b در ساعت 5.7 مشتری، با جدایی 71.6 واحد نجومی و دوره مداری 460 سال است.

اما ما با سیستم HR8799 خیلی فاصله داریم.

اگرچه، به گفته وانگ، خود گذشت زمان ممکن است از نظر علمی آشکار نباشد، مجموعه داده‌های کک مطمئناً چنین است.

مقاله‌ای که در دسامبر سال گذشته منتشر شد، احتمال وجود پنجمین سیاره فراخورشیدی را یافت که کوچکتر و نزدیکتر از خواهر و برادرش به ستاره است. تخمین زده می‌شود که این نامزد حدود 4 تا 7 برابر جرم مشتری باشد و در فاصله‌ای بین 4 تا 5 واحد نجومی در حال چرخش است و تشخیص مستقیم آن را دشوارتر می‌کند.

وانگ و همکارانش سخت مشغول تجزیه و تحلیل نور سیستم هستند. آنها امیدوارند که بتوانند اطلاعات دقیقی در مورد ترکیب نه تنها ستاره، بلکه جهانهای اطراف آن به دست آورند.

وانگ می‌گوید: «در اخترفیزیک، بیشتر اوقات ما در حال انجام تجزیه و تحلیل داده‌ها یا آزمایش فرضیه‌ها هستیم.

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Incredible Footage Shows Planets Circling a Star Light-Years Away

31 January 2023

ByMICHELLE STARR

https://www.sciencealert.com/incredible-footage-shows-planets-circling-a-star-light-years-away