اخترشناسان دورترین سیاره فراخورشیدی یافت‌شده به‌وسیله تلسکوپ فضایی کپلر را شناسایی کردند

تیمی بین‌المللی از اخترفیزیک‌دان با استفاده از تلسکوپ فضایی کپلر ناسا که در سال ۲۰۱۸ به پایان عمرش رسید، سیاره‌ای فراخورشیدی شبیه به مشتری را در فاصله‌ی ۱۷ هزار سال نوری از زمین پیدا کرده‌اند؛ کشفی که به‌معنای شناسایی دورترین سیاره فراخورشیدی است که تاکون کپلر آن را یافته است.

سیاره‌ی فراخورشیدی تازه‌کشف‌شده با نام رسمی K2-2016-BLG-0005Lb، در داده‌های جمع‌آوری‌شده‌ی کپلر در سال ۲۰۱۶ شناسایی شد. تلسکوپ یابنده‌ی سیاره‌های فراخورشیدی ناسا در طول عمرش موفق شد بیش از ۲,۷۰۰ سیاره‌ی تأییدشده را رصد کند. ایمون کرینز، اخترشناس در دانشگاه منچستر بریتانیا، در بیانیه‌ای می‌گوید:

کپلر می‌توانست بدون توقف دراثر آب‌وهوا یا نور روز رصد کند و به ما امکان دهد تا جرم سیاره فراخورشیدی و فاصله‌ی مداری‌اش از ستاره‌ی میزبانش را به‌طور دقیق تعیین کنیم. این سیاره اساساً ازنظر جرم و موقعیت خود از ستاره‌اش که حدود ۶۰ درصد خورشید ما جرم دارد، همزاد مشتری محسوب می‌شود.

تیم پژوهشی به هدایت دیوید اسپکت، دانشجوی دکتری در دانشگاه منچستر، به‌منظور شناسایی سیاره فراخورشیدی، از مزیت پدیده‌ای با عنوان همگرایی گرانشی بهره برد. با این پدیده که تئوری نسبیت اینشتین پیش‌بینی کرده بود، وقتی نور تابیده از ستاره‌ای پس‌زمینه خمیده و درنتیجه دراثر گرانش جرم غول‌پیکری نزدیک‌تر بزرگ‌نمایی می‌شود، می‌توان اجرام فضایی را دید و از نزدیک‌تر مطالعه کرد.

تیم پژوهشی به امید بهره‌گیری از نور خم‌شده‌ی ستاره‌ای دوردست برای شناسایی سیاره فراخورشیدی، سه ماه از مشاهدات کپلر از محل قرارگیری سیاره در پهنه‌‌ی آسمان را بررسی کرد. کرینز در بیانیه‌ی مشابه می‌گوید:

«برای آنکه اصلا بتوان اثر [همگرایی گرانشی] را دید، به هم‌ترازی تقریباً بی‌نقص بین منظومه‌ی سیاره‌ای پیش‌زمینه و ستاره‌ی پس‌زمینه نیاز است. احتمال اینکه ستاره‌ای پس‌زمینه بدین‌شیوه تحت‌تأثیر سیاره‌ای قرار گرفته باشد، یک در ده‌ها تا صدها میلیون است. بااین‌حال، صدهامیلیون ستاره در سمت مرکز کهکشان ما وجود دارد؛ درنتیجه، کپلر صرفاً نشست و آن‌ها را به مدت سه ماه تماشا کرد.

سپس، پژوهشگران با ایان مک‌دونالد، دیگر اخترشناس دانشگاه منچستر و سازنده‌ی الگوریتم جست‌وجویی جدید‌، همکاری کردند. آن‌ها به‌همراه یکدیگر توانستند پنج کاندید را در داده‌ها شناسایی کنند که یکی از آن‌ها به‌وضوح نشانه‌های سیاره‌ای فراخورشیدی را نشان می‌داد.

دیگر مشاهدات زمینی از همان پهنه از آسمان، سیگنال‌های مشابهی را تأیید کرد که کپلر از سیاره فراخورشیدی احتمالی دیده بود. کرینز می‌گوید: «تفاوت منظر بین کپلر و ناظران روی زمین به ما امکان داد تا موقعیت قرارگیری منظومه‌ی ستاره‌ای در امتداد خط دیدمان را تعیین کنیم.»

صرف‌نظر از هیجان کشف سیاره‌ای فراخورشیدی با ابزاری که دیگر فعال نیست، تلاش پژوهشگران درخورتوجه است؛ زیرا کپلر به‌منظور شناسایی سیاره‌های فراخورشیدی با استفاده از اثر همگرایی گرانشی طراحی نشده بود. بااین‌حال، ناگفته نماند که در سال ۲۰۱۶ مأموریت کپلر تمدید شد.

سال ۲۰۱۳، پس از ازکارافتادن دو چرخ واکنشی فضاپیما، پیشنهاد شد که کپلر برای مأموریتی دوم به‌کار رود تا بتواند سیاره‌های بالقوه سکونت‌پذیر را شناسایی کند. این تمدید فعالیت در سال ۲۰۱۴ تصویب شد و تلسکوپ تا ۳۰ اکتبر ۲۰۱۸ که سوختش به‌پایان رسید، به رصد آسمان ادامه داد.

کرینز می‌گوید: «کپلر هرگز به‌منظور یافتن سیاره‌ها با استفاده از همگرایی گرانشی طراحی نشد؛ درنتیجه از بسیاری جهات، موفقیتش در انجام این کار شگفت‌انگیز است.» او افزود ابزارهای آتی نظیر تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا و مأموریت اقلیدس آژانس فضایی اروپا ممکن است بتوانند برای مطالعه‌ی سیاره‌های فراخورشیدی از همگرایی گرانشی استفاده کنند و چنین پژوهش‌هایی را تداوم دهند.

کرینز می‌گوید:

رومن و اقلیدس برای این گونه پژوهش‌ها بهینه خواهند شد. آن‌ها خواهند توانست سرشماری سیاره‌ای آغازشده‌ی کپلر را تکمیل کنند. ما یاد خواهیم گرفت که ساختار منظومه‌ی شمسی خودمان چقدر متداول است. داده‌ها به ما امکان خواهند داد ایده‌هایمان از چگونگی تشکیل سیاره‌ها را نیز بیازماییم. این آغاز فصل هیجان‌انگیزی تازه در جست‌وجوی جهان‌های دیگر است.

کشف جدید در مقاله‌ای توصیف شده است که ۳۱ مارس به‌صورت پیش‌انتشار در وب‌سایت آرکایو منتشر شد. پژوهشگران مقاله‌شان را برای انتشار در نشریه‌ی MNRAS فرستاده‌اند.