به گزارش مجله نجم
ماهواره بررسی سیاره فراخورشیدی گذر ناسا (TESS) ممکن است اولین سیاره آزاد یا “یتیم” را کشف کرده باشد. این سیاره ای است که بدون ستاره و به تنهایی در جهان پرسه می زند.
این کشف بالقوه نشان می‌دهد که TESS می‌تواند از پدیده‌ای که برای اولین بار توسط آلبرت انیشتین بیش از 100 سال پیش پیشنهاد شد برای شناسایی سیارات به اصطلاح سرکش استفاده کند.
اگرچه پس از کشف بیش از 5000 سیاره فراخورشیدی یافت شده در چنین آرایشی، با سیاراتی که به دور یک ستاره مادر (یا ستارگان) می چرخند بیشتر آشنا هستیم، تخمین زده می شود که کهکشان راه شیری توسط تعداد زیادی سیاره سرکش شناور آزاد پر شده است. ، همچنین.
در واقع، کهکشان ما ممکن است شامل یک کوادریلیون (10 و به دنبال آن 14 صفر) سیاره سرکش باشد که در اثر فعل و انفعالات گرانشی با سیارات دیگر یا ستارگان در حال عبور از منظومه اصلی خود خارج شده اند. این بدان معناست که این جهان های شناور می توانند بسیار بیشتر از ستاره های کهکشان راه شیری باشند. بنابراین، کشف بالقوه چنین یتیم کیهانی توسط TESS، که در سال 2018 راه اندازی شد، بسیار بزرگ است.
مربوط: راز پیرامون چگونگی اجرام کیهانی عجیب به نام JuMBO به چنین آشفتگی تبدیل شد
میشل کونیموتو، یکی از رهبران این تیم گفت: «ما اولین سیگنال را در داده‌های TESS شناسایی کرده‌ایم که با آنچه از میکرولنز سیاره‌ای شناور آزاد انتظار می‌رود، مطابقت دارد. یک دانشجوی فوق دکترا متخصص در تشخیص سیارات فراخورشیدی در موسسه فناوری ماساچوست (MIT) به Space.com گفت.
کونیموتو ادامه داد: «این تنها اولین بخش بود که ما از 75 بخش مشاهده شده توسط TESS، با هر بخش مربوط به حدود 27 روز مشاهدات TESS بود. “پیدا کردن چیزی خیلی زود غافلگیر کننده بود – اما واقعاً هیجان انگیز.”
اگر این سیگنال واقعاً وجود یک سیاره فراخورشیدی را نشان دهد، احتمالاً سیاره ای چند برابر جرم زمین در فاصله حداقل 6500 سال نوری خواهد بود.
کمک کوچکی در “شکار سرکش” از انیشتین
اکثر سیارات فراخورشیدی که تاکنون کشف شده اند، به لطف تأثیر آنها بر ستاره مادرشان اشاره شده است. این می تواند یک “تلو تلو خوردن” در حرکت ستاره ناشی از کشش گرانشی ساده یک سیاره در حال گردش باشد، یا افت نوری که هنگام عبور یک سیاره در حال چرخش یا “عبور” از چهره ستاره خود رخ می دهد.
با این حال، بدون ستاره والد، هیچ یک از این روش ها اعمال نمی شود. این امر تشخیص سیارات سرکش را بسیار دشوار می کند.
کونیموتو می‌گوید: «سیاره‌های سرکش تاریک هستند، همانطور که ممکن است انتظار داشته باشید، و به دور هیچ ستاره‌ای نمی‌چرخند، به این معنی که تکنیک‌های معمول برای شناسایی سیارات فراخورشیدی واقعاً کار نمی‌کنند».
خوشبختانه، نظریه گرانش اینشتین در سال 1915، که به نسبیت عام معروف است، پدیده ای را پیش بینی می کند که می تواند برای شناسایی این سیارات فراخورشیدی شناور آزاد استفاده شود.
انیشتین پیشنهاد می کند که اجسام دارای جرم با گرانش ناشی از این خمش، تار و پود فضا و زمان یا فضا-زمان را خم می کنند. وقتی نور از یکی از این نقاط منحنی در فضازمان عبور می کند، مسیر آن خمیده می شود. این بدان معناست که نور از یک منبع پس‌زمینه، مانند یک ستاره یا کهکشان، می‌تواند مسیرهای متفاوتی را در اطراف جسم بین‌المللی طی کند و بنابراین در زمان‌های مختلف به دید ناظر برسد.
این پدیده “عدسی گرانشی” نامیده می شود و باعث می شود منبع پس زمینه از دید ناظر تغییر مکان دهد یا در چندین مکان در یک تصویر ظاهر شود.
سیارات سرکش جرم بسیار کمی دارند، بنابراین اثر عدسی ضعیف است، به همین دلیل به آن “میکرو لنز” می‌گویند. با این حال، می تواند باعث روشن شدن یک منبع پس زمینه قابل مشاهده برای ستاره شناسان شود که نشان دهنده حضور یک سیاره سرکش است.
کونیموتو گفت: «میکرولنز بهترین – و معمولاً تنها – گزینه برای یافتن این اجرام تاریک و ایزوله است، زیرا از طریق میدان گرانشی آن تنها به جرم سیاره متکی است.
“T” را در TESS فراموش کنید
همانطور که “T” برای گذر در TESS نشان می دهد، این تلسکوپ فضایی ممکن است بلافاصله ابزار مناسبی برای جستجوی سیارات سرکش به نظر نرسد.
کونیموتو توضیح داد: «TESS برای جستجوی سیاراتی طراحی شده است که از طریق جستجوی گذرها، سیاراتی را که نزدیک به ستارگان میزبانشان مرتبط هستند، جستجو کند. گذر عبارت است از کم نور شدن یک ستاره ناشی از عبور سیاره ای از مقابل آن، مانند چیزی که ممکن است در کسوف اخیر دیده باشید.
با این حال، همانطور که در بالا ذکر شد، اثر عدسی گرانشی همچنین می‌تواند باعث درخشش ستاره پس‌زمینه با عبور یک جسم با عدسی گرانشی بین آن ستاره و زمین شود. کونیموتو توضیح داد که از آنجایی که TESS به تغییرات کوچک در نور ستارگان حساس است، می‌تواند این حلقه‌های روشنایی را نیز شناسایی کند، که نشانه‌ای از میکرولنزینگ ناشی از سیارات سرکش شناور آزاد است.
اما، با توجه به آن، ممکن است از خود بپرسید: چرا این اولین سیاره فراخورشیدی ممکن از بین 6000 سیاره فراخورشیدی نامزد (که تقریباً 400 مورد تایید شده است) است که TESS از سال 2018 مشاهده کرده است؟
خوب، معلوم شد هنوز کسی واقعاً دنبالش نبوده است.
کونیموتو خاطرنشان کرد: «تس به طرز شگفت‌آوری برای یافتن سیارات سرکش از طریق میکرولنزینگ مناسب است، اما معلوم شد که این نوع سیگنال‌ها قبلاً هرگز در داده‌های TESS کاوش نشده بودند». رویکرد ما برای جستجوی سیارات بدون محدودیت با استفاده از میکرولنزینگ و فیلتر حاصل از میکرولنز سیاره‌ای TESS اولین مورد برای TESS بود.
از آنجایی که قبلاً از داده‌های TESS برای جستجوی رویدادهای میکرولنزینگ کوتاه مدت استفاده نشده بود، جستجوهای قبلی برای سیارات فراخورشیدی به دیدن این سیگنال‌ها حساس نخواهد بود.»
اما متأسفانه، مانند بسیاری دیگر از نامزدهای سیارات فراخورشیدی، این کشف هنوز نیاز به تأیید دارد.
کونیموتو گفت: «این مهم است که بگوییم در حال حاضر نمی‌توانیم تأیید کنیم که این یک سیاره است. این واقعیت که رویدادهای میکرولنز به طور مکرر رخ نمی دهند به این معنی است که تشخیص ماهیت هر سیگنال خاصی دشوار است، بنابراین، ما در مورد منشا این رویداد محتاط هستیم و آن را یک سیاره سرکش می نامیم زیرا با سیگنال مطابقت دارد. در حال ارسال است.» ما از چنین دنیایی انتظار داریم.”
او افزود، همانطور که تیم داده های TESS بیشتری را بررسی می کند و مشاهدات بعدی را انجام می دهد، حقیقت در مورد سیگنال به آرامی واضح تر می شود.
با این حال، موقتی بودن این نتایج مطمئناً شور و اشتیاق تیم را کاهش نداد.
ویلیام دیروکو، یکی از رهبران تیم و محقق در UC سانتا کروز، به Space.com گفت: “من قطعاً این را به عنوان یک ده از ده هیجان برای من به حساب می‌آورم.” “من به جستجوی ماده تاریک عادت دارم، جایی که احتمال دیدن واقعی چیزی بسیار کم است، بنابراین امکان کشف چیزی شبیه دنیای سرکش که در تاریکی فضای بین ستاره ای در حال حرکت است، باورنکردنی است.”
نویسندگان این تحقیق بر این باورند که در مورد احتمال کشف سیارات سرکش بیشتر توسط TESS، آینده روشن است.
کونیموتو در پایان گفت: «این دلیلی بر این است که TESS می‌تواند این نوع سیگنال‌ها را بیابد، و اکنون به ما بستگی دارد که برای یافتن اطلاعات بیشتر و درک معنای آنها شروع به کاوش عمیق‌تر کنیم». داده های TESS؛ با باقی ماندن 99٪ از آنها، ما فرصت های جدیدی برای اکتشافات هیجان انگیز در طول راه داریم!
تحقیقات این تیم برای انتشار در مجله Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ارائه شده است. در حال حاضر به عنوان مقاله پیش بررسی در وب سایت مخزن arXiv ارائه می شود.
