کشف سیاره‌ای بزرگتر از زمین و قابل سکونت

ستاره شناسان یک ابر زمین را کشف کرده اند که به دور یک ستاره کوتوله سرخ در فاصله 137 سال نوری از ما می چرخد. این سیاره TOI-715 b نام دارد و شعاع آن حدود 1.55 زمین است و در منطقه قابل سکونت یک ستاره قرار دارد. همچنین گزینه دیگری برای سیاره ای به اندازه زمین در منظومه وجود دارد که در صورت تایید، TESS را به کوچکترین منطقه قابل سکونت تا به امروز تبدیل می کند.

به گزارش خبرآنلاین، TOI-715 یک کوتوله قرمز با جثه متوسط ​​است که جرم آن حدود یک چهارم و شعاع آن یک چهارم خورشید است. TOI-715 به ستاره خود نزدیک است و تنها 19 روز طول می کشد تا یک سفر کوتاه به دور ستاره کوتوله در مدار تنگش انجام دهد. از آنجایی که کوتوله های قرمز بسیار کم نورتر از خورشید هستند، این ابر-زمین می تواند در منطقه قابل سکونت باشد.

نتیجه یک مطالعه اخیر منتشر شده در مجله ماهانه Notices of the Royal Astronomical Society این کشف جدید را اعلام کرد و نوشت: یک سیاره قابل سکونت که توسط TOI-715 میزبانی می شود، یک ستاره M 4 در نزدیکی قطب جنوب دایره البروج است. نویسنده اصلی این مقاله توسط جورجینا درانسفیلد، از دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه بیرمنگام است.

منطقه قابل سکونت یک روش نسبتاً خام برای شناسایی سیاراتی است که ممکن است آب مایع داشته باشند. مرزهای این سیارات نامشخص و گاه متناقض است. زیرا نوع طیفی ستاره، روشنایی (بازتاب نور) سیاره، جرم و حتی ابری بودن جو آن می تواند تعیین کند که یک سیاره آب مایع دارد یا نه.

ایده “منطقه قابل سکونت محافظه کار” (CHZ) ایده مفیدتری به نظر می رسد. این ایده برگرفته از مقاله ای است که در سال 2014 نوشته شده است. این مقاله در مورد منطقه ای در اطراف یک ستاره صحبت می کند که در آن یک سیاره سنگی تابش خورشیدی بین 0.42 تا 0.842 برابر اندازه زمین دریافت می کند. هر سیاره سنگی که این مقدار انرژی را دریافت کند، صرف نظر از فاصله آن، در CHZ قرار دارد.

کشف یک ابر زمین در CHZ یک ستاره همیشه هیجان انگیز است و حس شگفتی ما را در مورد سیارات دیگر و احتمال وجود حیات در برخی از آنها افزایش می دهد. به همین دلیل، جذاب‌تر از سیاراتی مانند مشتری داغ به نظر می‌رسند، جایی که احتمال حیات یا آب مایع در آن صفر است.

البته این کشف به چند دلیل دیگر هیجان انگیز است. ما در عصری زندگی می کنیم که تلسکوپ جیمز وب به بهره برداری رسید و با این تلسکوپ شاهد عصر توصیف دقیق جوهای فراسیاره ای هستیم و از سیاره ای به شعاع 1.55 زمین با منطقه قابل سکونت می توانیم ببینیم که TOI-715 میزبان و ستاره M 4 در نزدیکی قطب جنوب دایره البروج است.

اکنون، پس از کشف هزاران سیاره فراخورشیدی، ستاره شناسان در حال مطالعه روند جمعیت آنها هستند. یک چیزی که آنها به آن نگاه می کنند، شکاف جمعیت سیارات کوچک بین 1.5 و 2 شعاع زمین است. این شکاف شعاع سیاره کوچک یا شکاف شعاع زیر نپتون (یا شکاف فولتون و دره تبخیر نور) نامیده می شود. در شعاع زمین 1.55، TOI-715 b در این شکاف قرار دارد.

بعید به نظر می رسد که هیچ سیاره ای در این شکاف شعاعی شکل گرفته باشد. سیارات در ابتدا قطعا بزرگتر هستند و در نهایت جرم خود را از دست می دهند و به شکاف می افتند. در نتیجه، شکاف فولتون اطلاعات زیادی در مورد چگونگی از دست دادن جرم برخی از سیارات در اختیار ما قرار می دهد.

ستاره شناسان بر این باورند که سیارات این شکاف در ابتدای زندگی خود بزرگتر بوده اند، اما ستاره های آنها بخشی از جرم خود را در اثر تبخیر نور از دست داده و این سیارات را کوچکتر کرده اند. به همین دلیل است که گاهی اوقات این شکاف را دره تبخیر کننده نور می نامند. ابهامات زیادی در مورد تبخیر نوری و دره وجود دارد و اخترشناسان قصد دارند با مطالعه سیارات واقع در این دره بیشتر در مورد آن بیاموزند.

نویسندگان این مقاله در این باره توضیح می دهند: “اهمیت دره شوا در پتانسیل آن است که به ما در مورد شکل گیری سیارات و تکامل پس از شکل گیری آموزش دهد.” از عوامل ایجاد کننده آن.”

عدم قطعیت قابل توجهی در مورد وجود این شکاف شعاع در اطراف کوتوله های M وجود دارد. این امکان وجود دارد که کوتوله های M به جای شکاف شعاع، شکاف چگالی داشته باشند. نویسندگان مقاله می‌نویسند: «یک مطالعه اخیر نشان می‌دهد که سیارات کوتوله M احتمالاً تنها یک شکاف چگالی دارند، نه یک شکاف شعاعی که دو جمعیت ستاره‌های کوچک (سنگ و آبی) را از هم جدا می‌کند.

TOI-715 b چه یک شکاف شعاع باشد و چه شکاف چگالی، چیزهایی در مورد سیارات فراخورشیدی، تبخیر نوری، و ماهیت توزیع سیارات فراخورشیدی در اطراف کوتوله‌های قرمز به ما می‌گوید. اما مشاهدات و تحقیقات بیشتری برای کشف منظور مورد نیاز است، و این دومین دلیلی است که چرا این ابر-زمین بسیار جذاب است.

از زمان کشف سیارات فراخورشیدی، دانشمندان مشتاقانه منتظر روزی بودند که تلسکوپی مانند جیمز وب به بهره برداری برسد. در مقاله منتشر شده می خوانیم: «اکنون عصر تلسکوپ جیمز وب فرا رسیده است و بدین ترتیب شرایط برای توصیف دقیق جو سیاره فراخورشیدی مهیا است. تلسکوپ جیمز وب توانایی رصد طیف های جو سیارات فراخورشیدی و تعیین اجزای تشکیل دهنده آنها را دارد و اگرچه بسیار قدرتمند است، برخی از اهداف نسبت به سایرین فرصت های بهتری را برای طیف سنجی انتقال ارائه می دهند.

TOI-715 b هدف اصلی است. چون به ستاره خودش نزدیک است. از آنجایی که TOI-715 b یک کوتوله قرمز کوچک است، این سیاره هر نوزده روز یک بار به دور آن می چرخد ​​و این سیاره فراخورشیدی مکرراً از مقابل ستاره خود عبور می کند. این بدان معناست که تلسکوپ جیمز وب برای رصد جو ستاره به زمان زیادی نیاز نخواهد داشت.

اما آیا این ابر-زمین قابل سکونت است؟ در غیاب تلسکوپ جیمز وب، همه چیز حدس و گمان است. با این حال، نشانه های امیدوار کننده ای وجود دارد. TOI-715 با 6.6 میلیارد سال سن، فقط کمی از خورشید ما پیرتر است. به گفته نویسندگان مقاله، این ستاره فعالیت مغناطیسی کمی از خود نشان می دهد. احتمالاً به همین دلیل است که این ستاره در مقایسه با کوتوله‌های M جوان، منحنی‌های نور TESS شعله‌ور ندارد. کوتوله های قرمز شعله های قوی دارند که می توانند سیارات را عقیم کنند. آنها همچنین می توانند اتمسفرهایی را که ممکن است باعث دره تبخیر نوری سیاره فراخورشیدی شوند را حذف کنند.

سیاره دیگری ممکن است به دور TOI-715 در حال گردش باشد. تا به امروز، تنها یک گزینه پیشنهاد شده است، TIC 271971130.02، که در صورت تایید، کوچکترین منطقه قابل سکونت سیاره TESS خواهد بود که تا به امروز شناسایی شده است. با این حال، مشاهدات و مطالعات بیشتری برای تایید آن مورد نیاز است.

سیستم TOI-715 یک هدف قانع کننده برای مطالعه بیشتر است و در لیست انتظار جیمز وب قرار دارد تا جو آن را در آینده نزدیک مطالعه کند. اگر نتایج به دست آمده از ایده قابل سکونت بودن آن حمایت کند، هیجان ستاره شناسان افزایش می یابد. در عین حال، ممکن است در مورد شکاف شعاع یا چگالی که از درک دقیق‌تر سیارات فراخورشیدی جلوگیری می‌کند، اطلاعات بیشتری کسب کند. علاوه بر این، این واقعیت که این ستاره ممکن است میزبان سیاره منطقه قابل سکونت دیگری باشد، باید در نظر گرفته شود. این به معنای کوچکترین سیاره کشف شده توسط TESS است و اینجاست که سیستم TOI-715 اهمیت بیشتری پیدا می کند.