انجمن علمی-پژوهشی نجوم گالیله

در قسمت قبل در مورد انواع سیارات فراخورشیدی صحبت کردیم.در این قسمت با بعضی از این سیارات آشنا می شویم.

معرفی سیاره‌ های فراخورشیدی

با اینکه سیاره‌های فراخورشیدی در گروه سیاره‌های سنگی مثل ابرزمین‌ها یا غول‌های گازی و یخی و مشتری‌های داغ دسته‌بندی می‌شوند، برخی سیاره‌ها دسته‌بندی‌های موجود را نقض می‌کنند و روز به روز به فراوانی انواع این سیاره‌ها افزوده می‌شود. در این بخش به معرفی برخی از جالب‌ترین سیاره‌های فراخورشیدی که تاکنون کشف‌ شده‌اند، می‌‌پردازیم.

TOI-1452b، کاندید دنیای آبی

تصویرسازی سیاره TOI 1452b که از نوع ابرزمین است.

سیاره TOI-1452b در مدار ستاره‌ای از نوع کوتوله سرخ در فاصله ۱۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد. پژوهشگرها این سیاره را از طریق مسدود شدن نور ستاره و نوسان‌های آن کشف کردند.

بر اساس اطلاعات به‌دست‌آمده، سیاره‌ی TOI-1452b تقریبا ۷۰ درصد بزرگ‌تر از زمین است و از این رو در گروه سیاره‌های ابرزمین قرار می‌گیرد. این سیاره همچنین با سرعت بالای هر ۱۱ روز یک بار به دور ستاره‌اش می‌چرخد. چگالی این سیاره نشان می‌دهد دارای سطحی از اقیانوس مایع و همچنین ترکیب‌های سنگی و فلزی مانند سیاره زمین است. به شکل شگفت‌انگیزی، آب ۳۰ درصد از جرم TOI-1452b را تشکیل می‌دهد. در حالی که آب روی زمین تنها ۱ درصد از جرم آن را تشکیل داده است.

WASP-39b، اولین سیاره با کربن‌دی‌اکسید جوی

تصویرسازی هنری از سیاره فراخورشیدی WASP 39b

دوربین طیف‌سنجی فروسرخ نزدیک تلسکوپ جیمز وب (NIRSpec)، با رصد دقیق سیاره‌ فراخورشیدی WASP-39b به شواهد واضحی از کربن‌دی‌اکسید در جو آن رسید. اولین بار است که این گاز آشنا روی زمین در سیاره‌ای خارج از منظومه‌ شمسی کشف می‌شود. طیف ۳ تا ۵٫۵ میکرونی که نسبت فروسرخ طیف انتقال است، نه‌تنها برای کشف کربن‌دی‌اکسید بلکه برای آب و متان هم مفید است که همه از شاخصه‌های حیات به شمار می‌روند.

WASP 39b با دمای ۸۷۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، سیاره‌ای از نوع مشتری داغ در فاصله‌ی ۷۰۰ سال نوری از زمین است. جرم این سیاره برابر است با یک چهارم جرم سیاره‌ی مشتری اما قطر آن ۱٫۳ برابر بزرگ‌تر از مشتری است. این سیاره همچنین با سرعت بالا و در فاصله‌ی نزدیکی از یک ستاره‌ی خورشیدمانند می‌چرخد به‌طوری‌که مدار آن را تنها در چهار روز کامل می‌کند.

WASP 103b، سیاره توپ راگبی

تصویرسازی سیاره wasp103b که به توپ راگبی شباهت دارد.

سیاره WASP-103b که به توپ راگبی شباهت دارد، اولین سیاره‌ فراخورشیدی غیرکروی است که تاکنون کشف شده است. این سیاره که در کمتر از یک روز مدار ستاره‌اش را کامل می‌کند، دارای نیروهای کشندی شدیدی است که آن را به توپ راگبی تبدیل کرده‌اند.

تلسکوپ Cheops از آژانس فضایی اروپا این سیاره‌ی عجیب را در صورت فلکی هرکول کشف کرد. سیاره‌ی WASP 103b با ابعاد دو برابر سیاره مشتری، در فاصله‌ی بسیار نزدیک از ستاره خود قرار دارد.

51 Pegasi b؛ اولین سیاره در اطراف ستاره خورشیدمانند

تصویرسازی سیاره فراخورشیدی pegasi b 51

با اینکه 51 Pegasi b اولین سیاره فراخورشیدی کشف‌شده نیست، اما می‌توان آن را اولین نمونه‌ی کشف‌شده در اطراف ستاره‌ی خورشیدمانند درنظر گرفت. علاوه بر این این سیاره هیچ شباهتی به سیاره‌هایی که می‌شناسیم ندارد. این دنیای عظیم تنها در چند روز مدار ستاره‌اش را کامل می‌کند.

در سال ۲۰۱۵، جو 51 Pegasi b در طیف مرئی بررسی شد. در نتیجه پژوهشگرها توانست به جرم واقعی یا گرایش مداری این سیاره از طریق نور آن پی ببرند.

PSR B1620-26b؛ کهن‌ترین سیاره‌ شناخته‌شده

PSR B1620 کهن‌ترین سیاره فراخورشیدی شناخته‌شده است.

نام PSR B1620-26b شاید مانند بسیاری از سیاره‌های فراخورشیدی به راحتی تلفظ نشود. با این‌حال این سیاره، با سن تقریبی ۱۲٫۷ میلیارد سال، قدیمی‌ترین سیاره‌ای است که تاکنون کشف شده است. این سیاره تنها اندکی از سن کل جهان، جوان‌تر است. این سیاره‌ی باستانی در مدار یک تپ‌اختر و همچنین یک کوتوله‌ سفید فوق چگال به صورت همزمان می‌چرخد. این دو ستاره به حول یکدیگر می‌چرخند و سیاره‌ی غول گازی هم حول محور گرانشی آن‌ها می‌چرخد.

Gliese 876d؛ سیاره‌ سنگی

تصویرسازی سیاره سنگی Gliese 876d

سیاره Gliese 876d تنها ۱۵ سال نوری از زمین فاصله دارد و به دلیل ابعاد کوچک در گروه سیاره‌های سنگی قرار می‌گیرد. البته این سیاره اندکی از زمین ما بزرگ‌تر است. با تمام این توصیف‌ها، Gliese 876d دنیایی جهنمی به شمار می‌رود. این سیاره بسیار داغ است، با این‌حال از آنجا که در سال ۲۰۰۵ کشف شد، مدرکی مهم برای وجود دنیاهای سنگی خارج از منظومه‌ی شمسی به شمار می‌رفت.

Kepler-11f؛ کوتوله گازی

برخی سیاره‌ها مثل Kepler11f از نوع مینی‌نپتون هستند.

مشکلی در رابطه با دسته‌بندی سیاره‌های فراخورشیدی کوچک‌تر وجود دارد؛ تاکنون تعدادی سیاره در خلأ مشاهده کردیم که بزرگ‌تر از زمین اما کوچک‌تر از نپتون هستند؛ اما در منظومه‌ی شمسی چنین دسته‌ای نداریم. به همین دلیل به سختی می‌توان حدس زد که سیاره‌های سنگی مثل مریخ و زمین دقیقا تا چه ابعادی می‌توانند رشد کنند؟ یا دقیقا در چه ابعادی به غول‌های گازی مثل اورانوس و نپتون تبدیل می‌شوند؟

سیاره Kepler 11f از نوع مینی‌نپتون است. چگالی این سیاره نشان می‌دهد دارای جوی مشابه زحل و یک هسته‌ی سنگی کوچک است. این سیاره منجر به ایجاد دسته‌بندی جدیدی موسوم به کوتوله گازی شد که در منظومه شمسی ما وجود ندارد

Kepler-452b؛ سیاره زمین‌مانند

سیاره Kepler 452b را می‌توان شبیه‌ترین سیاره به زمین درنظر گرفت.

Kepler 452-b را می‌توان شبیه‌ترین سیاره به زمین درنظر گرفت که تاکنون کشف شده است. ستاره‌ی این سیاره هم‌اندازه با خورشید و سال آن اندکی بیشتر از سال زمینی است. البته این سیاره کمی از زمین بزرگ‌تر است، اما به طور قطعی در کمربند حیات ستاره‌ خود قرار دارد.

با این‌حال چند مشکل در رابطه با Kepler 452b وجود دارد: در درجه‌ی اول این سیاره بیش از ۱۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد در نتیجه هرگز به آن نخواهیم رسید. همچنین ۱٫۵ میلیارد سال قدیمی‌تر از زمین است در نتیجه می‌توان گفت ستاره‌ی میزبان آن به قدری رشد کرده که سیاره را سکونت‌ناپذیر ساخته است. پس شاید سال‌ها پیش دوقلوی زمین بوده است.

جستجوی حیات در سیاره‌ های فراخورشیدی

یکی از بزرگ‌ترین پرسش‌های بشر این است که آیا حیاتی خارج از زمین وجود دارد؟ تلسکوپ فضایی جیمز وب که در سال ۲۰۲۱ به فضا پرتاب شد به شواهدی از عنصرهای ضروری حیات فرازمینی رسید: ترکیبی از گازها در جو سیاره‌های فراخورشیدی زمین‌مانند. این تلسکوپ توانست علائم جوی مشابه زمین مثل اکسیژن، کربن‌دی‌اکسید و متان را کشف کند که از شاخص‌های قوی حیات احتمالی به شمار می‌روند.

احتمالا تلسکوپ‌های آینده می‌توانند علائم فتوسنتز را هم تشخیص دهند که همان تبدیل نور خورشید به انرژی شیمیایی لازم برای گیاهان است. یا شاید بتوانند گاز‌ها و مولکول‌های حاصل از حیات جانوری را شناسایی کنند. همچنین حیات هوشمند فرازمینی احتمالا آلودگی‌های جوی را به وجود می‌آورند که امکان تشخیص آن‌ها از فاصله‌ی دور هم وجود دارد.

در محدوده کمربند حیات امکان جاری شدن آب مایع روی سطح سیاره وجود دارد.

تاکنون بیش از ۵۰۰۰ سیاره فراخورشیدی کشف شده‌اند، اما تعداد کلی آن‌ها می‌تواند به تریلیون‌ها عدد برسد. یکی از بهترین ابزار دانشمندان برای افزایش دقت جستجوها منطقه‌ای موسوم به کمربند حیات است. همان‌طور که در بخش قبل هم گفتیم، کمربند حیات به فاصله‌ای از مدار یک ستاره گفته می‌شود که دمای آن برای جریان آب مایع سطحی مناسب است.

بسیاری از شرایط دیگر برای شکل‌گیری حیات روی سیاره‌های فراخورشیدی ضروری هستند: در درجه‌ی اول اندازه‌ی سیاره و جوی مناسب اهمیت دارد. همچنین ستاره‌ی میزبان باید پایدار باشد و شراره‌های کشنده را منتشر نکند. کمربند حیات تنها یک روش برای محدود کردن جستجوها است. تاکنون سیاره‌های شبیه به زمین بسیاری کشف شده‌اند با این حال برای افزایش دقت جستجوها نیاز به ابزار پیشرفته‌تر است.

حقایق جالب درباره سیاره‌های فراخورشیدی

در عصر نوآوری هر روز به دنیای بیرون نزدیک‌تر می‌شویم. جستجو و بررسی سیاره‌های فراخورشیدی یکی از جدیدترین ماجراجویی‌های فضایی بشر بوده است. در این بخش به نکات و حقایق جالبی درباره‌ی این اجرام اسرارآمیز می‌پردازیم.

تشخیص رنگ سیاره فراخورشیدی برای اولین بار در سال ۲۰۱۳

بررسی و کشف سیاره‌های فراخورشیدی از دهه‌ی ۹۰ میلادی آغاز شد؛ اما در سال ۲۰۱۳ بود که پژوهشگرها برای اولین بار توانستند رنگ یک سیاره فراخورشیدی را شناسایی کنند. ستاره‌شناس‌ها بر اساس معیاری موسوم به ضریب انعکاس نور، رنگ آبی تیره را برای سیاره‌ی HD 189733b به دست آوردند. از این نقطه بود که رنگ سیاره‌های فراخورشیدی دیگر هم به دست آمدند. برای مثال رنگ سیاره‌ی GJ 504b، ارغوانی است. به عقیده‌ی ستاره‌شناس‌ها، سیاره‌های هلیومی غالبا سفید یا خاکستری هستند.

۱۰ میلیارد سیاره شبیه به زمین در راه شیری وجود دارند

بر اساس تخمین‌ها، تعداد سیاره‌های شبیه به زمین تنها در راه شیری به ده میلیارد عدد می‌رسد. Kepler 22b در سال ۲۰۱۱ به عنوان اولین سیاره‌ی فراخورشیدی در کمربند حیات کشف شد. وقتی اخبار این کشف منتشر شد، مردم بلافاصله درباره‌ی زندگی روی چنین سیاره‌ای خیال‌پردازی کردند. با این‌حال فاصله‌ی ۵۸۷ سال نوری از زمین به این معنی است که هزاران سال باید برای رسیدن به این سیاره فراخورشیدی وقت صرف کنیم. این سیاره در حال حاضر در دست بررسی است.

۱۰ میلیارد سیاره شبیه زمین در راه شیری وجود دارند

تلسکوپ فضایی کپلر ناسا بیشترین سیاره‌های فراخورشیدی را کشف کرده است

تلسکوپ فضایی کپلر ناسا که برای اولین بار در سال ۲۰۰۹ به فضا پرتاب شد، به جستجوی سیاره‌های فراخورشیدی اختصاص یافت. در ابتدا قرار بود مأموریت کپلر تنها ۳٫۵ به طول بینجامد با این‌حال این فضاپیما تا سال ۲۰۱۸ به بررسی‌های خود ادامه داد. این تلسکوپ بیش از ۲۶۰۰ سیاره‌ی فراخورشیدی را به صورت قطعی کشف کرد.

احتمال وجود سیاره فراخورشیدی در اطراف ستاره‌هایی با خاصیت فلزینگی بالا

اغلب مواد فیزیکی موجود در جهان از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند. فلزینگی اصطلاحی است که ستاره‌شناس‌ها برای توصیف عنصرهایی غیر از هلیوم و هیدروژن به کار می‌برند. بر اساس داده‌های جمع‌‌آوری‌شده از تلسکوپ کپلر، ستاره‌هایی که عنصرهای متنوع‌تری دارند به احتمال بیشتری میزبان سیاره‌های فراخورشیدی در مدار خود هستند.

استفاده از روش میکرولنزینگ گرانشی برای رصد سیاره‌های فراخورشیدی

در روش میکرولنزینگ گرانشی از ستاره‌ای دیگر به غیر از میزبان سیاره‌ی فراخورشیدی استفاده می‌شود. وقتی یک ستاره از مقابل ستاره‌ دیگر عبور کند، گرانش آن مانند نوعی عدسی عمل می‌کند که به بزرگنمایی نور ستاره‌ی دیگر می‌انجامد. اگر ستاره‌ی لنز شده دارای سیاره‌ای در مدار خود باشد، جرم سیاره‌ی فراخورشیدی باعث افزایش اثر بزرگنمایی می‌شود. ستاره‌شناس‌ها از این روش برای جستجوی بیش از ۲۰ سیاره فراخورشیدی استفاده کردند.

اغلب سیاره‌های فراخورشیدی از طریق سرعت شعاعی کشف شدند

قانون کلی برای شناسایی سیاره‌های فراخورشیدی رصد حرکت ستاره‌ی آن‌ها است. این روش که نوسان داپلر هم نامیده می‌شود، موفق‌ترین روش برای کشف سیاره‌های فراخورشیدی بوده است به گونه‌ای که تاکنون ۴۰۰ سیاره به این روش کشف شده‌اند. سرعت شعاعی ستاره با اعمال کشش گرانشی از سوی سیاره‌ی اطرافش تغییر می‌کند. در این حالت به نظر می‌رسد ستاره در حال لزریدن است.

روش گذار، ساده‌ترین روش برای یافتن سیاره‌های فراخورشیدی است

روش گذار که از دید ما همان سوسوزدن ستاره است یکی از روش‌های رایج برای کشف سیاره‌های فراخورشیدی به شمار می‌رود. ستاره‌شناس‌ها با این روش می‌توانند از زمین، مدارها و جرم سیاره‌های فراخورشیدی را از طریق فرکانس سوسوزدنشان تخمین بزنند.

سیاره‌های فراخورشیدی می‌توانند در مدار بیش از یک ستاره باشند

برخلاف منظومه شمسی که در آن سیاره‌ها حول مدار یک ستاره می‌چرخند، برخی منظومه‌های سیاره‌ای می‌توانند بیش از یک ستاره داشته باشند. این منظومه‌های دوتایی یا سه تایی زمینه‌های منحصر‌به فردی را با منابع متعدد تابشی فراهم می‌کنند.

سیاره‌های فراخورشیدی می‌توانند آب و هوای خشنی داشته باشند

برخی سیاره‌های فراخورشیدی پدیده‌های آب و هوایی عجیبی را از خود نشان می‌دهند. برای مثال سیاره‌های موسوم به مشتری داغ، می‌توانند به دماهای بسیار سوزان و طوفان‌های شدید برسند.

برخی سیاره‌های فراخورشیدی مدارهای عجیبی دارند

تمام سیاره‌های فراخورشیدی تابع یک الگوی بیضی‌شکل یا مدور حرکت مداری نیستند. برخی سیاره‌ها دارای مدارهایی خارج از مرکز و کشیده‌شده هستند و سفری پرماجرا را حول محور ستاره‌ی خود طی می‌کنند.

سیاره‌های فراخورشیدی می‌توانند جوهای منحصر‌به‌فردی داشته باشند

دانشمندان با تحلیل نور عبوری از جو سیاره‌های فراخورشیدی، می‌توانند به دیدگاه‌های جالبی درباره‌ی ترکیب این سیاره‌ها برسند. جو برخی سیاره‌های فراخورشیدی دارای عنصرهایی مثل بخار آهن، کربن‌دی‌اکسید و حتی متان است.

جمع‌بندی

سیاره فراخورشیدی به سیاره‌ای خارج از منظومه‌ی شمسی گفته می‌شود که در گروه‌ها و انواع مختلفی دسته‌بندی می‌شود. اولین گروه، سیاره‌های سنگی مشابه زمین یا بزرگ‌تر از زمین هستند که ابرزمین هم نامیده می‌شوند. ابرزمین‌ها می‌توانند در نقطه‌ای به سیاره‌های گازی موسوم به مینی‌نپتون تبدیل شوند. گروه بعدی سیاره‌های گازی هستند که خود به چند دسته‌ی غول‌های گازی، غول‌های یخی و مشتری‌های داغ تقسیم می‌شوند.

تاکنون بیش از ۵۰۰۰ سیاره فراخورشیدی کشف و تأیید شده‌اند و این تعداد روزبه‌روز در حال افزایش است. بر اساس تخمین‌ها تنها ۱۰ میلیارد سیاره شبیه به زمین در کهکشان راه شیری وجود دارند. سیاره‌های شبیه‌ به زمین معمولا در کمربند حیات ستاره‌های خود قرار دارند. در منطقه کمربند حیات، دمای سیاره به قدری مناسب است که امکان جاری شدن آب مایع سطحی روی آن وجود دارد و همین ویژگی می‌تواند پتانسیل حیات را افزایش دهد. پژوهشگرها امیدوارند با ساخت تلسکوپ‌های پیشرفته‌تر به داده‌های بیشتری از سیاره‌های فراخورشیدی دست پیدا کنند چرا که درک سیاره‌های فراخورشیدی به ما کمک می‌کند به درک بهتری از سیاره خود و دنیای اطرافمان برسیم.

منبع:زومیت