کشف جهانی از ابَرزمین‌های ناشناخته

به گزارش هیج یک –  دانشمندان بر اساس یک مطالعه‌ پیشگامانه با تکیه بر «ریزهمگرایی»(microlensing) و استفاده از «تلسکوپ‌های KMTNet» نشان دادند که «ابرزمین‌ها» و سیارات بزرگتر شبیه به زمین در سراسر کیهان بسیار رایج‌تر از آن چیزی هستند که آنها قبلاً تصور می‌کردند.

«ابرزمین‌ها» دسته‌ای از سیارات هستند که شبیه به هیچ سیاره‌ای در منظومه‌ی شمسی ما نیستند. آنها از زمین، بزرگ‌تر و در عین ‌حال سبک‌تر از غول‌های گازی مانند مشتری هستند.

به نقل از اس‌تی‌دی، محققان کشف کردند که این سیارات می‌توانند در فواصل بسیار دور، شبیه به غول‌های گازی مانند سیاره مشتری به دور ستاره‌های خود بچرخند. این موضوع نشان دهنده فراوانی پنهان جهان‌های ناشناخته است.

این تیم با استفاده از هم‌ترازی‌های کیهانی و ناهنجاری‌های نوری سیارات جدیدی را پیدا کردند و شروع به کنار هم قرار دادن فرآیندهای پیچیده تشکیل سیارات کردند.

کشف تعداد فراتر از انتظار ابرزمین‌ها

طی این مطالعه جدید، یک تیم بین‌المللی از اخترشناسان با استفاده از «شبکه تلسکوپ ریزهمگرایی کره»(KMTNet) موفق به کشف سیارات فراخورشیدی «ابرزمین» فراوان‌تری در سراسر کیهان شدند.

«اندرو گولد»( Andrew Gould) نویسنده این مطالعه و استاد بازنشسته نجوم در «دانشگاه ایالتی اوهایو»(Ohio) می‌گوید: ما با بررسی انحرافات ظریف نور ناشی از ستاره میزبان یک سیاره تازه کشف شده و مقایسه یافته‌ها با مجموعه داده‌های بزرگتر از «KMTNet»، متوجه شدیم که «ابرزمین‌ها» می‌توانند در فواصلی از ستاره‌های خود وجود داشته باشند.

الگوهای پنهان در میان سیارات فراخورشیدی

وی گفت: دانشمندان می‌دانستند که سیارات کوچک بیشتری نسبت به سیارات بزرگ وجود دارند، اما در این مطالعه، ما توانستیم نشان دهیم که در این الگوی کلی، کمبودها و کاستی‌هایی وجود دارد و این بسیار جالب است.

تشخیص سیاراتی که نزدیک به ستاره‌هایشان می‌چرخند نسبتاً آسان است، اما یافتن سیاراتی با مدارهای گسترده‌تر و دورتر بسیار دشوار است. با این حال، این تیم تخمین زد که برای هر سه ستاره در کهکشان، احتمالاً حداقل یک «ابرزمین» با دوره مداری طولانی وجود دارد.

یافته‌های آنها نشان می‌دهد که این سیارات سنگی و عظیم ممکن است یکی از ویژگی‌های گسترده سامانه‌های سیاره‌ای در سراسر کیهان باشند.

آشکار شدن جهان‌های ناشناخته

یافته‌های این مطالعه از طریق «ریزهمگرایی» انجام شده است. این اثر رصدی زمانی رخ می‌دهد که وجود جرم، بافت فضا و زمان را تا حدی قابل تشخیص، منحرف کند. هنگامی که یک جرم در پیش‌زمینه مانند یک ستاره یا سیاره، از بین یک ناظر و یک ستاره دورتر عبور می‌کند، نور دچار انحراف از منبع می‌شود و باعث افزایش روشنایی ظاهری جرم می‌شود که می‌تواند از چند ساعت تا چند ماه طول بکشد.

ستاره‌شناسان می‌توانند از این نوسانات یا برآمدگی‌ها در روشنایی جهت یافتن جهان‌های ناشناخته برخلاف جهان ما استفاده کنند. «ابرزمین OGLE-2016-BLG-0007» با استفاده از سیگنال‌های «ریزهمگرایی» مکان‌یابی شده است. این «ابرزمین» با نسبت جرمی تقریباً دو برابر زمین و مداری وسیع‌تر از زحل است.

این مشاهدات به تیم اجازه داد تا سیارات فراخورشیدی را به دو گروه تقسیم کنند، یکی شامل «سیارات ابرزمین» و دیگری شامل «غول‌های گازی» است. این کشف درهای جدیدی را به روی علم سامانه‌های سیاره‌ای باز می‌کند. درک بهتر از توزیع سیارات فراخورشیدی می‌تواند بینش‌های جدیدی در مورد فرآیند تشکیل و تکامل آنها ارائه دهد.

سرنخ‌های شکل‌گیری سیاره

این مطالعه توسط محققانی در چین، کره و دانشگاه هاروارد و «موسسه اسمیتسونیان»( Smithsonian ) در ایالات متحده انجام شده است.

محققان برای توضیح نتایج خود، یافته‌های خود را با پیش‌بینی‌های حاصل از شبیه‌سازی‌های نظری شکل‌گیری سیاره مقایسه کردند. نتایج آنها نشان داد که اگرچه سیارات فراخورشیدی را می‌توان بر اساس جرم و ترکیب به گروه‌هایی تقسیم کرد، اما مکانیسم‌هایی که ممکن است آنها را تولید کنند، می‌توانند متفاوت باشند.

نظریه‌های رقیب برای تولد سیاره

«گولد» گفت: نظریه غالب برای تشکیل غول‌های گازی از طریق برافزایش گاز است، اما افراد دیگر گفته‌اند که هم می‌تواند برافزایش و هم بی‌ثباتی گرانشی باشد. ما می‌گوییم که هنوز نمی‌توانیم بین این دو تمایز قائل شویم.

«ریچارد پوگ»(Richard Pogge) یکی دیگر از نویسندگان این مطالعه و استاد نجوم در «دانشگاه ایالتی اوهایو»، گفت: انجام این کار احتمالاً به داده‌های بلندمدت بیشتری از سیستم‌های تخصصی مانند «KMTNet» و سایر ابزارهای «ریزهمگرایی» نیاز دارد.

چالش‌های یافتن رویدادهای ریزهمگرایی

وی گفت: یافتن یک رویداد ستاره‌ای «ریزهمگرایی» دشوار است و یافتن آن با یک سیاره دشوارتر است. ما باید صدها میلیون ستاره را بررسی کنیم تا تنها صد مورد از این موارد را پیدا کنیم.

این هم‌ترازی‌ها آنقدر نادر هستند که تاکنون تنها ۲۳۷ مورد از ۵۵۰۰ سیاره فراخورشیدی کشف شده با استفاده از روش «ریزهمگرایی» شناسایی شده‌اند.

«پوگ» ادامه داد: اکنون سامانه  «KMTNet» با کمک سه تلسکوپ قدرتمند سفارشی واقع در آفریقای جنوبی، شیلی و استرالیا به طور معمول به دانشمندان این امکان را می‌دهد که کیهان را برای یافتن این رویدادهای شگفت‌انگیز جستجو کنند.

دانشمندان آزمایشگاه علوم تصویربرداری «دانشگاه ایالتی اوهایو»، دوربین‌های «شبکه تلسکوپ ریزهمگرایی کره»(KMTCam) را طراحی کرده و ساخته‌اند که این سامانه برای شناسایی سیارات فراخورشیدی به آن متکی است.

بازسازی داستان کیهان

وی خاطرنشان کرد: ما مانند دیرینه‌شناسانی هستیم که تاریخ کیهانی را که در آن زندگی می‌کنیم و فرآیندهای حاکم بر آن را بازسازی می‌کنیم. بنابراین کمک به گرد هم آوردن هر دوی این قطعات در یک تصویر، بسیار رضایت‌بخش است.

این مطالعه در مجله Science منتشر شده است.