وجود سیاره‌ی فراخورشیدی KOI-5Ab پس از یک دهه سرانجام تأیید شد

امیر نیک‌رو

۲۴ دی ۱۳۹۹ | ۰۰:۳۰ زمان مورد نیاز برای مطالعه: ۳ دقیقه

طرحی گرافیکی از سیاره‌ی فراخورشیدی KOI-5Ab پیرامون ستاره‌ی A منظومه‌ی KOI-5 و نمای دو ستاره‌ی دیگر منظومه در دوردست

ستاره‌شناسان با بررسی‌های گسترده طی یک دهه‌ی گذشته، سرانجام وجود سیاره‌ی فراخورشیدی KOI-5Ab را که دومین جرم شناسایی شده توسط تلسکوپ فضایی کپلر است، تأیید کردند.

سیاره‌ی فراخورشیدی KOI-5Ab برای نخستین بار در سال ۲۰۰۹ توسط تلسکوپ فضایی کپلر ناسا به عنوان یک سیاره‌ی بالقوه شناسایی شده بود، اکنون واقعا به عنوان یک سیاره شناخته می‌شود.

این جهان بیگانه‌ی سرگردان، دومین «نامزد» شناخته‌شده توسط کپلر است؛ مأموریت ناسا که از سال ۲۰۰۹ تا ۲۰۱۸ میلادی طی دو مأموریت گوناگون به دنبال سیارات فراخورشیدی بود. این تلسکوپ برای شناسایی سیاره‌های فراخورشیدی از روش گذر استفاده می‌کرد که طی آن با ثبت کاهش نور ستاره، هنگام گذر یک سیاره از جلوی آن، گزینه‌های احتمالی شناسایی می‌شوند.

چنین روشی بسیار مؤثر بود و باعث شد تا تقریبا دو سوم از حدود ۴۳۰۰ سیاره‌ی فراخورشیدی شناخته شده، توسط کپلر کشف شود. علاوه بر اینکه تجزیه‌وتحلیل مجموعه داده‌ی عظیم این تلسکوپ همچنان موجب یافته‌های تازه می‌شود.

کشف KOI-5Ab

KOI-5Ab بیش از یک دهه پیش از میان داده‌های گسترده‌ی کپلر شناسایی شد. دانشمندان یک سیگنال گذر آشکار را از یک سیاره تقریبا به اندازه‌ی نپتون مشاهده کردند که هر پنج روز زمینی به دور ستاره‌ای مانند خورشید می‌گشت. این ستاره و سیاره‌ی آن حدود ۱۸۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارند و و در صورت فلکی «قو» (Cygnus) جای گرفته‌اند. اما مطالعات بیشتر نشان داد که ستاره‌ی اصلی دارای یک ستاره‌ی همزاد است که بررسی سریع را بسیار دشوارتر می‌کرد و از سویی بسیاری از نامزدهای دیگر هم برای رسیدگی وجود داشتند.

«دیوید سیاردی» (David Ciardi) دانشمند ارشد مؤسسه‌ی علوم سیارات فراخورشیدی ناسا در مرکز پردازش و تجزیه‌وتحلیل فروسرخ مؤسسه‌ی فناوری کالیفرنیا (Caltech) گفت: «بنابراین، بیشتر به دلیل پیچیدگی، بررسی KOI-5Ab به سرعت رها شد.»

در حقیقت شرایط KOI-5Ab برای بررسی در آن زمان، پیچیده‌تر از آن بود که پژوهشگران بتوانند آن را به‌عنوان یک سیاره‌ی فراخورشیدی تشخیص دهند. تا سال ۲۰۱۴ که سیاردی و همکارانش تشخیص دادند منظومه‌ی KOI-5 در واقع سه ستاره را در خود جای داده است. اما هنوز مشخص نبود که KOI-5Ab واقعا وجود دارد یا اینکه سیگنال کشف شده در سال ۲۰۰۹ توسط یکی از ستارگان همزاد تولید شده است.

سیاره‌ی KOI-5Ab پیرامون ستاره‌ی A و گردش A و B به دور یکدیگر و C به دور این دو

طرحی گرافیکی از گردش سیاره‌ی فراخورشیدی KOI-5Ab پیرامون ستاره‌ی A، گردش A و B به دور هم و گردش C پیرامون جفت A و B
Credit: Caltech/R. Hurt (IPAC)

بررسی بیشتر منظومه‌ی KOI-5

اما به لطف جانشین کپلر، ماهواره‌ی بررسی سیارات فراخورشیدی ناسا (TESS)، که در سال ۲۰۱۸ پرتاب شد، KOI-5Ab دوباره جلب توجه کرد. TESS هم سیگنالی را در منظومه‌ی KOI-5 مشاهده کرد که توسط یک سیاره‌ی بالقوه با دوره مداری پنج روز زمینی تولید می‌شود. سیاردی در این زمینه افزود: «با خودم فکر کردم که این مقدار را به یاد دارم.»

بنابراین او به بررسی کامل تمام اطلاعات موجود درباره‌ی این منظومه انداخت که شامل مشاهدات روش گذر توسط کپلر و TESS و همچنین داده‌های سرعت شعاعی به‌دست آمده توسط ابزارهای زمینی مانند رصدخانه‌ی کک (Keck Observatory) در هاوایی می‌شد. گفتنی است اندازه‌گیری‌های سرعت شعاعی تعیین می‌کند که گرانش یک سیاره چقدر بر روی ستاره‌ی مادر اثر می‌گذارد. چنین کاری می‌تواند جرم تقریبی یک سیاره‌ی فرازمینی را نشان دهد، در حالی که مشاهدات روش گذر دیدی تقریبی از اندازه‌ی سیاره به‌دست می‌دهد.

در مجموع، داده ها تأیید کردند که KOI-5Ab در واقع یک سیاره تقریبا به اندازه‌ی نیمی از زحل است. اما تحقیقات جدید که به‌تازگی منتشر شده جزئیات دیگری از منظومه‌ی KOI-5 ارائه می‌دهد. برای نمونه، ستاره‌ی اصلی (ستاره‌ی A) که KOI-5Ab به دور آن می‌چرخد (ستاره‌ی A) یک همدم نزدیک (ستاره‌ی B) دارد و این دو همدم ستاره‌ای هر ۳۰ سال زمینی یک بار به دور یکدیگر می‌چرخند. سومین ستاره‌ی این سیستم (ستاره‌ی C) بسیار دورتر است و هر ۴۰۰ سال یک بار پیرامون جفت A و B می‌چرخد.

علاوه بر این، صفحه‌ی مداری KOI-5Ab با صفحه‌ی ستاره‌ی B که آن هم پیرامون A می‌گردد، مطابقت ندارد و این نشان می‌دهد که گرانش این ستاره ممکن است زمانی در تکامل این منظومه، باعث تغییر صفحه‌ی مداری سیاره‌ی KOI-5Ab شده باشد. زیرا ستارگان و سیارات آن‌ها از یک ابر گاز و گردوغبار تشکیل می‌شوند و صفحه‌ی مداری آن‌ها به طور کلی در ابتدا مطابقت دارد.

اگرچه KOI-5Ab نخستین سیاره‌ی کشف شده در یک سیستم چند ستاره‌ای نیست اما به‌نظر می‌رسد که چنین منظومه‌هایی کمتر از منظومه‌های تک ستاره‌ای مانند منظومه‌ی شمسی میزبان سیارات هستند، اما دلیل این موضوع هنوز به طور کامل برای دانشمندان روشن نیست.

سیاردی گفت: «ستاره‌های همدم ممکن است روند تشکیل سیاره را تا حدی کاهش دهند. ما هنوز پرسش‌های زیادی درباره‌ی چگونگی و زمان تشکیل سیارات در سیستم‌های چند ستاره‌ای و چگونگی مقایسه‌ی ویژگی‌های آن‌ها با سیارات در سیستم‌های تک ستاره‌ای داریم. با مطالعه‌ی بیشتر سیستم KOI-5 شاید بتوانیم به دیدی درباره‌ی شکل‌گیری سیارات در کیهان برسیم.»