علمی سیاره ای شبیه ِ زمین در فاصلۀ ١۶ سال نوری

[Love death]

اخترفیزیکدانان در دانشگاه تگزاس در آرلینگتون امکان وجود یک سیاره شبیه زمین را در یک سیستم سیاره ای با فاصله ١۶ سال نوری از ما پیش بینی کردند.

تیمی از دانشگاه تگزاس، دو دنیای شناخته شده در سیستم ستاره ای Gliese 832 را برای امکان سکونت، مورد بررسی قرار دادند. محاسبات آنها نشان می دهد که یک سیاره زمین مانند با شرایط پایدار دینامیکی ممکن است در فاصله ای در محدوده ۰٫۲۵ تا ٢ واحد نجوم از ستاره، قابل سکونت باشد. سومان ساتیال، پژوهشگر فیزیک، سرپرست آزمایشگاه و استاد دانشگاه تگزاس در آرلینگتون گفت: «مطابق محاسبات ما، این دنیای فرضی، احتمالا جرمی بین ١ تا ۱۵ برابر جرم زمین دارد.»

آلکساندر ویس، صاحب کرسی استادی فیزیک در دانشگاه تگزاس، به محققان برای کارشان و همچنین به این دلیل که تعهد دانشگاه در کشف داده در طرح استراتژیک ٢٠٢٠: راه حل های مهم/تأثیر جهانی، را برجسته تر کردند، تبریک گفت. ویس بیان نمود که: « این یک پیشرفت مهم است که نشانگر احتمال وجود یک سیاره جدید بالقوه در مدار یک ستاره نزدیک به ما است. این واقعیت که دکتر ساتیال توانست آن را نشان دهد که سیاره میتواند یک مدار ثابت و پایداری در ناحیه قابل سکونت در اطراف یک کوتوله قرمز را برای بیش از ١ میلیارد سال حفظ کند، چشمگیر بوده و قابلیت های مرتبه جهانی گروه اخترفیزیک دانشکده را نشان می دهد.»

ستارۀ Gliese 832 یک کوتوله سرخ بوده که جرم و شعاع آن کمتر از نصف جرم و شعاع خورشید ما میباشد. در اطراف این ستاره یک سیاره مشتری مانند غول پیکر Glisese 832b و سیاره زمین مانند Gliese 832c، در حال چرخش هستند. غول گازی با ۰٫۶۴ جرم مشتری در فاصله ۳٫۵۳ واحد نجومی از ستاره، در حال گردش بوده، درحالی که سیاره دیگر که بطور بالقوه از سنگ میباشد، با جرمی در حدود ۵ برابر جرم زمین، در فاصله بسیاری نزدیکتری به ستاره میزبان، در حدود ۰٫۱۶ واحد نجومی، در اطراف آن در حال چرخیدن است.

برای این تحقیق، تیم داده های شبیه سازی شده یک سیاره زمین مانند برروی این سیستم سیاره ای نزدیک را به امید یافتن یک آرایش مداری ثابت و پایدار برای سیاره که ممکن است در فضای وسیع بین دو سیاره نامبرده قرار بگیرد را، مورد تحلیل قرار دادند. سیارات Gliese 832b و Gliese 832c با استفاده از تکنیک سرعت شعاعی، که تغییرات سرعت در ستاره مرکزی، به سبب تغییر جهت کشش گرانشی از یک سیاره غیر قابل مشاهده هنگام چرخش به دور ستاره را، نشان می دهد، کشف شدند. با مشاهده منظم در طیف یک ستاره – و همچنین، اندازه گیری سرعت آن – میتوان دید که به سبب تأثیر ستاره همدمش، بطور تناوبی حرکت می کند.

یکی از محققان بنام ساتیال گفت: «ما همچنین از پارامترهای یکپارچۀ تکامل زمانی پارامترهای مداری برای تولید منحنی های سرعت شعاعی مصنوعی سیاره های معلوم و زمینمانند در سیستم، استفاده کردیم. ما چندین منحنی سرعت شعاعی برای جرم ها و فواصل متغیر بدست آوردیم که نشان دهنده وجود یک سیاره میانی جدید است.»

برای نمونه، اگر سیاره جدید در فاصله ١ واحد نجومی از ستاره قرار داشته باشد، دارای جرمی در حدود بیش از ١٠ برابر جرم زمین، و یک سیگنال سرعت شعاعی تولید شدهای با مقدار ۱٫۴ متر بر ثانیه میباشد. یک سیاره با جرمی در حدود جرم زمین و در همان موقعیت، دارای سیگنال سرعت شعاعی به مقدار ۰٫۱۴ متر بر ثانیه بوده، و از اینرو خیلی کوچکتر بوده و نشان دادن آن با تکنولوژی موجود، سخت میباشد. ساتیال بیان نمود: «وجود این سیاره محتمل بوسیله پایداری مداری بلندمدت، دینامیک مداری، و تحلیل سیگنال سرعت شعاعی مصنوعی قابل پشتیبانی میباشد. ضمنا، هنوز به تعداد بسیار زیادی از مشاهدات سرعت شعاعی، تحقیقات روش گذرا، و همچنین عکسبرداری مستقیم، برای تأیید وجود سیارات جدید محتمل در سیستم Gliese 832، نیاز داریم.»

در سال ٢٠١۴، نویولا ساتیال و موسیلاک، یافته هایشان در ارتباط با انتشارات رادیویی را در مجله اخترفیزیک منتشر کردند. این یافته ها نشان میداد که یک قمر خارجی می تواند به دور سیاره خارجی گردش کند. مثلا اندرکنش بین میدان مغناطیسی مشتری و قمر آن –آیو- ممکن است برای نشان دادن اقمار خارجی در سیستم های سیاره ای در فواصل دور، مورد استفاده قرار بگیرد. جزئیات بیشتر این پژوهش تحت عنوان “دینامیک سیاره زمینمانند احتمالی در سیستم GJ 832” در مجله اخترفیزیک منتشر شده است.