کشف سه سیاره آخری رصد شده توسط تلسکوپ کپلر قبل از بازنشستگی!!

با کمک شهروند دانشمندان، اخترشناسان سه سیاره آخری را کشف کردند که تلسکوپ فضایی کپلر قبل از بازنشستگی دیده بود. این تصویر تلسکوپ فضایی کپلر ناسا و سه سیاره کشف شده در آخرین روزهای داده‌های آن را نشان می‌دهد که در اکتبر 2018 بازنشسته شد. اعتبار: آزمایشگاه رانش جت ناسا

وجود بیش از 5000 سیاره فراتر از منظومه شمسی تایید شده است. بیش از نیمی از آنها توسط تلسکوپ فضایی کپلر ناسا کشف شد، رصدخانه‌ای انعطاف پذیر که بسیار بیشتر از ماموریت برنامه‌ریزی شده اولیه خود دوام آورد. بیش از نه سال و نیم، فضاپیما آسمان را برای افتهای دوره‌ای در نور ستارگان اسکن می‌کرد که می‌تواند وجود سیاره‌ای را در حال عبور از مقابل ستاره‌اش نشان دهد.

در آخرین روزها این تلسکوپ،  همچنان روشنایی ستارگان را در حالی ثبت می‌کرد که سوختش تمام می‌شد. در 30 اکتبر 2018، مخازن سوخت آن خالی شد، فضاپیما رسماً بازنشسته شد.

اکنون، اخترشناسان MIT و دانشگاه ویسکانسین در مدیسون، با کمک دانشمندان شهروند، آخرین سیاراتی را کشف کرده‌اند که کپلر قبل از تاریک شدن هوا به آنها خیره شده است.

این تیم آخرین هفته داده‌های باکیفیت تلسکوپ را بررسی کردند و سه ستاره را در همان قسمت از آسمان مشاهده کردند که به نظر می‌رسید برای مدت کوتاهی کم نور شده بودند. دانشمندان مشخص کردند که دو ستاره هر کدام میزبان یک سیاره هستند، در حالی که ستاره سوم میزبان یک سیاره “نامزد” است که هنوز تأیید نشده است.

دو سیاره  K2-416 b، سیاره‌ای که حدود 2.6 برابر زمین است و هر 13 روز یک بار به دور ستاره خود می‌چرخد، و K2-417 b، یک سیاره کمی بزرگتر که کمی بیش از سه برابر زمین است و هر 6.5 روز به دور ستاره خود می‌چرخد. هر دو سیاره به دلیل اندازه و نزدیکی به ستارگانشان “نپتون‌های کوچک داغ” در نظر گرفته می‌شوند. آنها در فاصله 400 سال نوری از زمین قرار دارند.

کاندیدای سیاره EPIC 246251988 b است که بزرگ‌ترین سیاره از این سه جهان تقریباً چهار برابر زمین است. این نامزد به اندازه نپتون در حدود 10 روز به دور ستاره خود می‌چرخد و کمی دورتر از زمین است و 1200 سال نوری از زمین فاصله دارد.

اندرو واندربورگ، استادیار فیزیک در موسسه اخترفیزیک و تحقیقات فضایی کاولی MIT می‌گوید: «ما احتمالاً آخرین سیاره‌هایی را یافته‌ایم که تا کنون توسط کپلر کشف شده‌اند. سیارات غیرعادی نیستند، اما کشف غیرمعمول و اهمیت تاریخی آنها را جالب می‌کند.

فشرده سازی داده‌ها

در سال 2009، ناسا تلسکوپ کپلر را به فضا پرتاب کرد، جایی که مدار زمین را دنبال کرد و به طور مداوم میلیون‌ها ستاره را در قسمتی از آسمان شمالی زیر نظر داشت. در طی چهار سال، این تلسکوپ درخشندگی بیش از 150000 ستاره را ثبت کرد که اخترشناسان از آن برای کشف هزاران سیاره ممکن فراتر از منظومه شمسی استفاده کردند.

کپلر فراتر از مأموریت اصلی سه و نیم ساله خود رصد می‌کرد تا اینکه در می 2013، چرخ دوم از چهار چرخ واکنش از کار افتاد. چرخها به عنوان ژیروسکوپ فضاپیما عمل میکردند و به نگه داشتن تلسکوپ در نقطه خاصی از آسمان کمک می‌کردند. مشاهدات کپلر در حالی متوقف شد که دانشمندان در جستجوی راه حلی بودند.

یک سال بعد، کپلر با نام «K2» مجدداً شروع به کار کرد، یک مأموریت بازسازی‌شده که از باد خورشید برای متعادل کردن فضاپیمای ناپایدار استفاده می‌کرد، به گونه‌ای که تلسکوپ را برای چند ماه در یک زمان نسبتاً ثابت نگه می‌داشت. K2 چهار سال دیگر ادامه داد و بیش از نیم میلیون ستاره دیگر را رصد کرد تا اینکه سرانجام سوخت فضاپیما در طول نوزدهمین کارزارش تمام شد. داده‌های این کمپین آخر تنها یک هفته مشاهدات با کیفیت بالا و 10 روز دیگر اندازه‌گیری‌های پر سر و صدا را شامل می‌شد زیرا فضاپیما به سرعت سوخت را از دست داد.

واندربورگ می‌گوید: «ما کنجکاو بودیم که ببینیم آیا می‌توانیم از این مجموعه داده کوتاه چیز مفیدی بدست آوریم. ما سعی کردیم ببینیم آخرین اطلاعاتی که می توانیم از آن بیرون بیاوریم چیست.”

واندربورگ و اینچا این چالش را به گروه بررسی بصری، تیمی متشکل از ستاره‌شناسان آماتور و حرفه‌ای ارائه کردند که سیارات فراخورشیدی را در داده‌های ماهواره‌ای شکار می‌کنند. آنها با چشم در میان هزاران منحنی نور ثبت شده هر ستاره جستجو می کنند و به دنبال افت مشخصه در روشنایی هستند که نشان دهنده یک “گذر” یا عبور احتمالی یک سیاره از مقابل ستاره آن است.

شهرونددانشمندان به ویژه برای بررسی مجموعه داده‌های کوتاه مانند آخرین کمپین K2 مناسب هستند.

واندربورگ می‌گوید: «آن‌ها می‌توانند گذرها را از دیگر چیزهای حواس‌انگیز مانند یک نقص در ساز تشخیص دهند. “این به خصوص زمانی که کیفیت داده‌های شما شروع به کاهش می‌کند مفید است، مانند آنچه در آخرین بیت داده‌های K2 رخ داد.”

اخترشناسان چند روز را به طور موثر در منحنی‌های نوری نگاه کردند که کپلر از حدود 33000 ستاره ثبت کرده بود. این تیم قبل از اینکه تلسکوپ شروع به از دست دادن سوخت و تمرکز کند، تنها با داده‌های باکیفیت یک هفته‌ای کار کرد. حتی در این پنجره کوتاه داده، تیم توانست یک گذر واحد را در سه ستاره مختلف تشخیص دهد.

اینچا و واندربورگ سپس به آخرین رصدهای تلسکوپ با کیفیت پایینتر که در 11 روز گذشته کارکرد آن انجام شده بود، نگاه کردند تا ببینند آیا می‌توانند گذرهای اضافی را در همان سه ستاره ببینند – شواهدی که نشان می‌دهد یک سیاره به طور دوره‌ای دور ستاره‌اش می‌چرخد.

در طول این دوره 11 روزه، زمانی که فضاپیما در حال از دست دادن سوخت بود، رانشگرهای آن به طور نامنظم کار کردند و باعث شد دید تلسکوپ منحرف شود. در تجزیه و تحلیل خود، این تیم بر ناحیه منحنی‌های نور هر ستاره بین فعالیت رانشگر تمرکز کردند تا ببینند آیا می‌توانند گذرهای اضافی را در این لحظات پر سر و صدای کمتر شناسایی کنند.

این جستجو دومین گذر را برای K2-416 b و K2-417 b نشان داد که تأیید می‌کند که هر یک از آنها یک سیاره را میزبانی می‌کنند. این تیم همچنین افت مشابهی در روشنایی K2-417 b را در داده‌های گرفته شده از همان ستاره توسط ماهواره بررسی سیاره فراخورشیدی گذر ناسا (TESS)، ماموریتی شناسایی کردند که توسط MIT هدایت و اداره می‌شود. داده‌های تس به تایید نامزد سیاره اطراف این ستاره کمک کرد.

اینچا می‌گوید: «آن دو تقریباً، بدون شک، سیاره‌ها هستند. ما همچنین مشاهدات زمینی را دنبال کردیم تا انواع سناریوهای مثبت کاذب را برای آنها از جمله تداخل ستاره‌های پس‌زمینه و دوتایی‌های ستاره‌ای نزدیک را رد کنیم»

اینچا می‌گوید: «اینها آخرین سیاراتی هستند که توسط کپلر مشاهده شده است، اما هر ذره از داده‌های تلسکوپ فوق‌العاده مفید است. “ما می‌خواهیم مطمئن شویم که هیچ یک از این داده‌ها هدر نمی‌روند، زیرا هنوز اکتشافات زیادی وجود دارد.”

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

Astronomers discover the last three planets the Kepler telescope observed before going dark

by Jennifer Chu, Massachusetts Institute of Technology MAY 30, 2023

https://phys.org/news/2023-05-astronomers-planets-kepler-telescope-dark.html