مجله‌ای برای دوست‌داران علم و طبیعت زمین و آسمان

با منظومهٔ TRAPPIST-1 بیشتر آشنا شوید

طرحی گرافیکی از سطح یکی از سیارات منظومه‌ی TRAPPIST_1. Credit: ESO/N. Bartmann/spaceengine.org
379

منظومهٔ TRAPPIST-1

ماجرا آن‌قدر مهم بود که ناسا چند روز پیش از انتشار یافتهٔ جدید خبر از برگزاری کنفرانسی داد که قرار بود در آن از یک کشف جدید در حوزهٔ سیارات فراخورشیدی رونمایی شود. آن هم در روزگاری که هزاران سیارهٔ فراخورشیدی کشف‌شده و در میان آن‌ها سوژه‌های جذاب هم کم نیستند. اما داستان منظومهٔ TRAPPIST-1 به اندازه‌ای شایان توجه بود که به تیتر اول خبرگزاری‌های علمی راه پیدا کند.

طرحی گرافیکی از سطح یکی از سیارات منظومه‌ٔ TRAPPIST_1.
Credit: ESO/N. Bartmann/spaceengine.org

منظومه TRAPPIST-1 منظومه‌ای از یک ستاره و هفت سیاره است که حدود ۴۰ سال نوری از زمین فاصله دارد. اندازهٔ تمام این سیارات مشابه زمین است و سه عدد از آن‌ها در کمربند حیات، یعنی جایی که آب در صورت وجود می‌تواند به صورت مایع در سطح جریان داشته باشد، قرار دارند. و نکتهٔ جالب‌تر این جاست که وجود آب مایع، در صورت برقرار بودن شرایط مناسب جوی، در تمام این سیارات امکان‌پذیر است.

مقایسهٔ منظومهٔ TRAPPIST-1 با منظومهٔ شمسی

با وجود برخی شباهت‌ها تفاوت‌های جالبی بین منظومه‌ی شمسی و TRAPPIST-1 وجود دارد. اول از همه ستارهٔ مرکزی این منظومه یک کوتولهٔ بسیار سرد ردهٔ M است. ستاره‌ای کوچک که می‌تواند عمری چند تریلیون ساله داشته باشد. جرم این ستاره معادل هشت درصد جرم خورشید است و تنها کمی از سیارهٔ مشتری بزرگ‌تر است.

مقایسهٔ اندازهٔ ستارهٔ مادر و سیارات منظومهٔ TRAPPIST-1 با خورشید و تعدادی از اجرام منظومهٔ شمسی.
Credit: ESO/O. Furtak

نکتهٔ جالب‌تر این که هر هفت سیارهٔ این منظومه در فاصله‌ای کمتر از فاصلهٔ عطارد نسبت به خورشید در حال گردش به دور ستارهٔ مرکزی‌اند! به این ترتیب هر سال در این سیارات به سرعت برق و باد می‌گذرد! طول سال در نزدیک‌ترین سیارهٔ این منظومه به ستارهٔ مرکزی تنها ۱/۵ روز است و دورترین سیاره نیز حداکثر در مدت ۳۵ روز یک بار به دور ستارهٔ مرکزی گردش می‌کند.

مقایسهٔ مدار سیارات منظومه‌ی TRAPPIST-1 با بخش‌های داخلی منظومهٔ شمسی. تمام سیارات این منظومه در مدار عطارد جای می‌گیرند.
Credit: ESO/O. Furtak

تابش و گرمای کم ستارهٔ مادر باعث شده که با وجود فاصلهٔ بسیار کم سیارات از آن (نسبت به فاصله‌ٔ سیارات منظومه‌ی شمسی از خورشید)، سه عدد از سیارات در کمربند حیات جای بگیرند.

همان‌طور که اشاره شد سیارات این منظومه همگی اندازه‌ای در حدود زمین دارند. شعاع دو سیارهٔ کوچک‌تر در حدود سه‌چهارم زمین است و بزرگ‌ترین سیاره نیز حدود ۱۰ درصد از زمین بزرگ‌تر است.

فاصلهٔ کم سیارات از ستارهٔ مرکزی این احتمال را به وجود می‌آورد که این سیارات در شرایط قفل گرانشی قرار داشته باشند. در این حالت یک روی سیاره همیشه به سمت ستارهٔ مادر است و روی دیگر تاریکی مطلق را تجربه می‌کند. درست مانند ماه که همیشه یک سمت آن از روی زمین دیده می‌شود.

اگر این‌طور باشد شرایط خاصی در سیارات منظومه‌ٔ TRAPPIST-1 حاکم می‌شود. همچنین فاصلهٔ کم سیارات از ستاره باعث پدید آمدن نیروهای کشندی شدیدی می‌شود. حتی ممکن است این سیارات همچون قمرهای مشتری آتشفشانی باشند.

منظومهٔ TRAPPIST-1 چگونه کشف شد؟

به جز چند مورد خاص بیشتر سیارات فراخورشیدی به روش غیرمستقیم و با بررسی تاثیرات سیاره بر روی ستارهٔ مادر کشف می‌‌شوند. یکی از متداول‌ترین روش‌ها برای کشف فراخورشیدی‌ها به شکل غیرمستقیم روش گذر است. اگر آن‌قدر خوش‌اقبال باشیم که سیارهٔ فراخورشیدی و ستارهٔ مادر از راستای دید ما درست در یک خط قرار بگیرند، با عبور سیاره از مقابل ستاره می‌توانیم افت نور اندک اما محسوسی را ثبت کنیم. این کاهش نور در بیشتر موارد کمتر از یک درصد است و آشکارسازی آن نیازمند استفاده از ابزارهای دقیق است.

سیاره‌های منظومهٔ TRAPPIST-1 با همین روش کشف شدند. ماجرای کشف آن‌ها به بهار امسال برمی‌گردد. زمانی که پژهشگران با استفاده از رصدخانهٔ TRAPPIST در شیلی نشانه‌هایی از حضور سه سیارهٔ فراخورشیدی را در این سیستم مشاهده کردند.

پس از رصدهای اولیه تلسکوپ فضایی فروسرخ اسپیتزر در کنار تلسکوپ بسیار بزرگ (VLT) رصدخانهٔ جنوبی اروپا (ESO) گام اصلی را در رصدهای تکمیلی برداشتند. اسپیتزر ابزاری عالی برای بررسی TRAPPIST-1 بود، چرا که بیشترین تابش ستارهٔ مادر این منظومه در طول موج فروسرخ است.

اسپیتزر در پاییز امسال حدود ۵۰۰ ساعت بدون وقفه این منظومه را زیر نظر گرفت. اسپیتزر در این رصد طولانی‌مدت ۳۴ مورد افت نور را تشخیص داد. سپس اخترشناسان با ترکیب و تجزیه و تحلیل داده‌های تلسکوپ‌های زمینی و فضایی به این نتیجه رسیدند که کاهش نور ستاره در این ۳۴ مورد نشان‌دهندهٔ حضور هفت سیاره‌ در این منظومه است.

نمودار کاهش نور ستارهٔ مرکزی بر اثر گذر سیارات از مقابل آن. سیارات بزرگ‌تر باعث افت نور بیشتری می‌شوند و سیارات دورتر افت نور طولانی‌مدت‌تری را پدید می‌آورند.
Credit: ESO/M. Gillon et al.

آیا این جهان‌ها می‌توانند میزبان حیات باشند؟

هنوز برای پاسخ دادن به این سوال‌ کمی زود است و داده‌های کافی در دسترس نیست. گام مهم بعدی در حوزهٔ سیارات فراخورشیدی بررسی جو آن‌ها خواهد بود که به زودی و با ارسال تلسکوپ فضایی جیمز وب بیش از پیش ممکن خواهد شد.

پژوهشگران در حال تدوین برنامه‌ای هستند که در آن با استفاده از تلسکوپ فضایی هابل گذر این سیارات از مقابل ستارهٔ مادر را بررسی کنند. در این شرایط شاید هابل موفق شود جذب نور ستاره توسط جو سیارات را بررسی کند تا دانشمندان به نوع مواد موجود در جو سیارات پی ببرند.

اما بدون شک تحول اصلی در بررسی جو فراخورشیدی‌ها با ارسال جیمز وب به فضا در سال ۲۰۱۸ رخ خواهد داد. تلسکوپی قدرتمند که احتمالا نگاه ما را نسبت به جهان دگرگون خواهد کرد.

نمایی خیالی از از سطح سیارهٔ TRAPPIST_1f.
Credits: NASA/JPL-Caltech

تا ربع قرن پیش غیر از سیارات منظومهٔ شمسی هیچ سیارهٔ دیگری برای بشر شناخته‌شده نبود. اکنون اما هزاران سیارهٔ فراخورشیدی دور و نزدیک را می‌شناسیم. می‌دانیم تعدادی از آن‌ها تا حدودی شبیه به زمین‌اند و هر روز خبرهای هیجان‌انگیز بیشتری را می‌شنویم. داستان سیارات فراخورشیدی هنوز اولین فصل‌های خود را سپری می‌کند. قطعا شگفتی‌های بیشتری در انتظار ماست.

از فروشگاه آسمان شب دیدن کنید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.