دانشمندان ، سیارات سیاره ای مانند زمین را در جهان متداول می دانند

یک سوسو زدن دور از نور از یک ستاره می تواند بیشتر از آنچه انتظار دارید نشان دهد. در حقیقت ، یک درخشش کوتاه و ظریف در آسمان به دانشمندان کمک کرده است تا چیزی حیرت انگیز را کشف کنند: سیارات بسیار شبیه زمین ، به نام های فوق العاده زمین ، ممکن است بسیار رایج تر از زمانی باشد که تصور می شد-و آنها در حومه تاریک سیستم های خورشیدی دور پنهان می شوند.

این مکاشفه از روشی است که به عنوان ریزگردهای گرانشی شناخته می شود. این یک واقعه کیهانی نادر است که وقتی یک ستاره یا گاهی حتی یک سیاره نیز اتفاق می افتد ، به سمت تراز کامل بین زمین و یک ستاره دورتر حرکت می کند.

گرانش شیء نزدیکتر خم می شود و نور ستاره پس زمینه را بزرگ می کند و یک فلاش لحظه ای ایجاد می کند. هنگامی که آن شیء نزدیکتر سیاره ای در مدار دارد ، فلش می تواند دوباره بماند – اما فقط برای چند ساعت یا روز.

این فلاش کوچک ، اگر در زمان مناسب و از مکان های کافی روی زمین دیده شود ، می تواند حضور یک دنیای بیگانه را نشان دهد.

دانشمندان مدتهاست که از میکرولنسینگ برای مشاهده غول های عظیم بنزین مانند مشتری یا زحل دور از ستاره های میزبان خود استفاده می کنند. اما گرفتن سیارات کوچکتر – مانند اندازه های بین اندازه زمین و نپتون – سخت تر بوده است. این جهان های کوچکتر به تنهایی نمی درخشند. و اثرات گرانشی آنها آنقدر کوتاه و ضعیف است که اغلب در سر و صدا از بین می روند.

این جایی است که شبکه تلسکوپ میکرولنسینگ کره یا KMTNET وارد صحنه می شود. این یک سه گانه قدرتمند از تلسکوپ های مستقر در آفریقای جنوبی ، شیلی و استرالیا است. هر شب ، این تلسکوپ ها ده ها تصویر از همان زمینه های ستاره را می گیرند. آنها با هم تصویری کامل و تقریباً مداوم از آسمان می سازند. این به دانشمندان این امکان را می دهد تا امضاهای زودگذر سیارات را که از کنار آن عبور می کنند ، بگیرند.

این شبکه که با کمک کلیدی از آزمایشگاه علوم تصویربرداری دانشگاه ایالتی اوهایو طراحی شده است ، اکنون تحقیقات میکرولنسرینگ را به جلو سوق می دهد. با استفاده از KMTNET ، محققان اخیراً یک زمین فوق العاده زمین را در مدار ستاره فراتر از فاصله زحل از خورشید تشخیص دادند. این سیاره ، بخشی از رویدادی به نام OGLE-2016-BLG-0007 ، نسبت انبوه تقریباً دو برابر زمین زمین داشت. این امر آن را به یک یافته نادر تبدیل می کند – و یک نکته مهم.

ریچارد پوگ ، یک ستاره شناس و همکار این مطالعه گفت: “پیدا کردن یک رویداد ستاره میکرولنسینگ کار سختی است. پیدا کردن یک ستاره میکرولنسرینگ با یک سیاره ، مربع سخت است.” “ما باید به صدها میلیون ستاره نگاه کنیم تا حتی صد مورد از این چیزها را پیدا کنیم.”

این کشف ، که در مجله Science منتشر شد ، تنها نبود. این تیم این سیاره جدید را به یک پایگاه داده در حال رشد از یافته های مشابه اضافه کرد. با تجزیه و تحلیل منحنی های نور – نمودارهایی که در طول زمان تغییر در روشنایی نشان می دهند – از حوادث میکرولنسرینگ ، متوجه چیزی شگفت آور شدند. این سیارات دور به طور تصادفی به نظر نمی رسند. در عوض ، به نظر می رسد که نسبت های جرم آنها در دو گروه مجزا قرار می گیرد.

یک گروه شامل سیارات فوق العاده زمین و نپتون است. دیگری از غول های بنزین تشکیل شده است. این الگوی چیزی عمیق در مورد چگونگی شکل گیری سیارات نشان می دهد. این مطالعه ، به رهبری دانشمندان در چین ، کره و ایالات متحده ، در ژورنال منتشر شد علمبشر

اندرو گولد ، استاد برجسته در دانشگاه ایالتی اوهایو و نویسنده این مطالعه ، این اهمیت را توضیح داد: “دانشمندان می دانستند که سیارات کوچکتر از سیارات بزرگ وجود دارد ، اما در این مطالعه ، ما توانستیم نشان دهیم که در این الگوی کلی ، زیاده خواهی ها و نقص وجود دارد.”

این بیش از جالب است-تغییر بازی. محققان با گروه بندی سیارات از این طریق ، اکنون معتقدند که این دسته ها داستانهای مختلف تولد را منعکس می کنند. احتمالاً از طریق جمع شدن هسته رشد می کند ، جایی که گرد و غبار به هم می پیوندد تا اینکه به اندازه کافی عظیم برای جذب گاز شود. دیگری ممکن است ناشی از بی ثباتی گرانشی باشد ، جایی که یک دیسک چرخش گاز به سرعت فرو می رود تا یک غول شکل بگیرد.

گولد گفت: “تئوری غالب تشکیل غول گاز از طریق انباشت گاز فراری است ، اما افراد دیگر گفته اند که می تواند هم تجمع و هم بی ثباتی گرانشی باشد.” “ما می گوییم هنوز نمی توانیم بین این دو تفاوت قائل شویم.”

یکی از مهمترین راه حل های مطالعه این است که چقدر ممکن است این زمین های فوق العاده متداول باشد. براساس یافته ها ، برای هر سه ستاره در کهکشان ، حداقل ممکن است یک زمین فوق العاده در مدار گسترده ای داشته باشد-چیزی مانند مشتری. این بدان معناست که منظومه شمسی ما ، که زمانی خاص در نظر گرفته می شد ، ممکن است کمتر از آنچه فکر می کردیم بی نظیر باشد.

این برآورد-در مورد ۰.۳۵ زمین فوق العاده در هر ستاره در مدارهای گسترده-از تجزیه و تحلیل نمونه گسترده ای از سیارات شناسایی شده از طریق میکرولزن. این داده ها به توزیع دوقلوی اشاره می کنند ، جایی که سیارات تمایل دارند به جای اینکه به طور مساوی گسترش یابد ، به دو گروه مختلف جمع شوند. این تقسیم به احتمال زیاد منعکس کننده روشهای متنوعی است که سیستم های سیاره ای تکامل می یابند.

ریزگرداندن به ویژه در مشاهده سیارات در مدارهای گسترده و با دوره های طولانی تر از یک سال زمین قدرتمند است. روش های دیگر ، مانند ترانزیت یا سرعت شعاعی ، برای سیارات که ستاره های خود را در آغوش می گیرند بهتر است. در نتیجه ، بخش اعظم جمعیت سیاره در مدارهای دوردست همچنان غیرقانونی هستند.

با پر کردن این شکاف ، میکرولنسینگ تصویری کامل تر از سیستم های سیاره ای ارائه می دهد. این نشان می دهد که جهان ممکن است با سیارات کوچک و سرد که از غروب خورشید دور می شوند ، در حال دور شدن باشد – مکانهایی که تشخیص آنها دشوار است اما ممکن است رایج باشد.

در هسته اصلی این کار Anomalyfinder ، یک خط لوله نیمه اتوماتیک است که از طریق داده های KMTNET الک می شود. این در جستجوی انحرافات کوچک در روشنایی است که نشانگر حضور یک سیاره است. این سیستم می تواند اثرات کوتاه مدت ناشی از یک زمین فوق العاده را تشخیص دهد ، حتی اگر این سیگنال فقط چند ساعت طول بکشد.

به دلیل آب و هوا و چرخه شبانه روز ، یک رصدخانه واحد می تواند این لحظات را از دست بدهد. اما با قرار دادن تلسکوپ ها در سه قاره ، KMTNET پوشش اطراف را تضمین می کند. این نمونه برداری متراکم از منحنی های نوری برای گرفتن علائم ضعیف سیارات دور ضروری است.

و در حالی که حوادث ریزگردی نادر است – تنها ۲۳۷ از بیش از ۵،۰۰۰ سیارات فراخوان شناخته شده از این طریق پیدا شده اند – آنها بسیار ارزشمند هستند. آنها یکی از معدود روش هایی هستند که می توانند سیارات را با مدارهای بلند و توده های کم تشخیص دهند.

محققان نوشتند: “مشاهدات ما بیشتر با توزیع دوقلوی سازگار است.” “این احتمالاً نشان دهنده تفاوت در فرآیندهای تشکیل آنها است.”

در حالی که داده ها از دو دسته اصلی سیارات مدار گسترده پشتیبانی می کنند ، برای گفتن داستانهای آنها به طور کامل اطلاعات بیشتری لازم است. نظارت طولانی مدت و ابزارهای جدید می تواند به تشخیص اینکه آیا غول های گازی از طریق رشد تدریجی یا فروپاشی ناگهانی شکل می گیرند ، کمک کند. هر دو نظریه ممکن است هنوز هم وزن داشته باشند.

نسل بعدی تلسکوپ ها و مأموریت های فضایی ، مانند تلسکوپ فضایی آینده نانسی گریس رومی ، می تواند میکرولنسینگ را حتی بیشتر کند. با ابزارهای دقیق تر و زمینه های گسترده تر ، اخترشناسان ممکن است به زودی صدها جهان پنهان دیگر را در سیستم های ستاره دوردست کشف کنند.

در حال حاضر ، KMTNET به رهبری این اتهام ادامه می دهد. این دانشمندان را به بخش هایی از کهکشان ارائه می دهد که در غیر این صورت نامرئی باقی می ماند. و همانطور که Pogge بیان کرد ، هر کشف مانند حفر یک فسیل است – یکی دیگر از سرنخ ها در داستان طولانی از چگونگی به وجود آمدن سیارات.

وی گفت: “ما مانند دیرینه شناسان هستیم که نه تنها تاریخ جهان را که در آن زندگی می کنیم ، بازسازی می کنند بلکه روندهایی را که حاکم بر آن است ، بازسازی می کنیم.” “بنابراین کمک به جمع کردن هر دو قطعه به یک تصویر بسیار رضایت بخش بوده است.”

در سالهای اخیر ، جستجوی زندگی فراتر از زمین گامهای چشمگیری را برداشته است. اخترشناسان چندین سیارات سیارات را شناسایی کرده اند که به طور بالقوه می توانند زندگی را در خود جای دهند. این اکتشافات ، با کمک تلسکوپ های پیشرفته و تکنیک های نوآورانه ، ما را به پاسخ به سؤال قدیمی نزدیکتر می کند: آیا ما در جهان تنها هستیم؟

یکی از جالب ترین یافته ها K2-18B است که در ۱۲۴ سال نوری واقع شده است. این جهان “Hycean” ، که با یک جو غنی از هیدروژن و اقیانوس های جهانی احتمالی مشخص می شود ، علائم دی متیل سولفید را نشان داده است-مولکولی که با زندگی روی زمین همراه است. اگرچه اثبات قطعی نیست ، وجود چنین ترکیباتی نشان می دهد که K2-18B می تواند از زندگی میکروبی پشتیبانی کند.

نزدیک به خانه ، HD 20794 D ، همچنین به عنوان ۸۲ G. Eridani D شناخته می شود ، فقط ۲۰ سال نوری فاصله دارد. این زمین فوق العاده ، حدود شش برابر توده سیاره ما ، در منطقه قابل سکونت ستاره خود در مدار است. مدار بیضوی آن بدان معنی است که دمای مختلف را تجربه می کند ، اما پتانسیل آب مایع باقی مانده است – یک ماده اصلی برای زندگی همانطور که ما آن را می شناسیم. ​

یکی دیگر از کاندیداهای امیدوار کننده Gliese 12 B است که ۴۰ سال نوری از زمین واقع شده است. این سیارات سیاره ای به اندازه زمین یک ستاره کوتوله قرمز خنک را در خود می گیرد و دمای سطح تخمین زده شده ۴۲ درجه سانتیگراد (۱۰۷ درجه فارنهایت) دارد. اگر جو داشته باشد ، شرایط می تواند برای آب مایع مناسب باشد و آن را به یک هدف قانع کننده برای مطالعه بیشتر تبدیل می کند.

LHS 1140 B ، تقریباً ۵۰ سال نوری از آن فاصله دارد ، یک امکان جالب دیگر را نیز ارائه می دهد. مشاهدات اخیر نشان می دهد که ممکن است دنیای غنی از آب با جو غنی از نیتروژن باشد. موقعیت آن در منطقه قابل سکونت و پتانسیل اقیانوس های مایع ، آن را به عنوان کاندیدای قوی در جستجوی زندگی فرازمینی تبدیل می کند. ​

سرانجام ، TOI-715 B ، یک زمین فوق العاده کشف شده توسط ماهواره Survey Exoplanet Survey (TESS) در حال گذر از ناسا ، ساکن ۱۳۷ سال نوری است. در داخل منطقه قابل سکونت محافظه کارانه ستاره کوتوله قرمز خود قرار دارد. در حالی که مطالعات بیشتر مورد نیاز است ، اندازه و مکان آن آن را به یک موضوع جذاب برای تحقیقات آینده تبدیل می کند. ​

این اکتشافات در تلاش ما برای یافتن زندگی فراتر از زمین ، نقاط عطف قابل توجهی را نشان می دهد. هر سیاق فراخوخل شرایط منحصر به فردی را ارائه می دهد که می تواند از زندگی پشتیبانی کند ، و تحقیقات مداوم همچنان به پرده های خود ادامه خواهد داد. با پیشرفت فناوری ، ما همیشه به پاسخ دادن به یکی از عمیق ترین سؤالات بشریت نزدیک می شویم.