کشف اولین سیاره فراخورشیدی توسط تلسکوپ فضایی جیمز وب

تلسکوپ فضایی جیمز وب اولین سیاره فراخورشیدی جدید خود را که یک سیاره سنگی به اندازه زمین به نام LHS 475 b است، کشف کرد.

این سیاره که فقط ۴۱ سال نوری از ما فاصله دارد، بسیار نزدیک به یک ستاره کوچک و کم نور می‌چرخد و یک مدار کامل را تنها در دو روز کامل می‌کند.

روز چهارشنبه، ۱۱ ژانویه انجمن نجوم آمریکا (AAS) نشستی برگزار و این موضوع را مطرح کرد.

کشف اولین سیاره فراخورشیدی توسط جیمز وب از این حیث قابل توجه است که اکثر سیارات فراخورشیدی کشف شده معمولاً غول‌های گازی بزرگی شبیه مشتری هستند. برای اکثر تلسکوپ‌ها تشخیص سیارات مشابه زمین سخت‌تر است زیرا آنها بسیار کوچک‌تر هستند و قطر بسیار کمی دارند.

تحقیقات قبلی با ماهواره بررسی سیارات فراخورشیدی گذری ناسا، تلسکوپ فضایی دیگری که در سال ۲۰۱۸ به طور خاص برای جستجوی سیارات فراخورشیدی پرتاب شد، نشان داده بود که احتمالاً یک نامزد سیاره‌ای در این منظومه وجود دارد. JWST با رصدهای انجام شده در آگوست و سپتامبر ۲۰۲۲ توانست حضور این سیاره را تایید کند.

این واقعیت که تلسکوپ فضایی جیمز وب توانست این سیاره را شناسایی کند نشان می‌دهد که در آینده قادر به شناسایی سیارات مشابه زمین خواهد بود و حتی فراتر از آن، باید بتواند جو آنها را تشخیص دهد؛ کاری که تلسکوپ‌های دیگر قادر به شناسایی سیاراتی با این اندازه نیستند.

هدف اصلی تحقیقات درباره‌ی سیارات فراخورشیدی، تشخیص اتمسفر اطراف آنها، برای اینکه بتوان تشخیص داد که آیا این سیارات قابل سکونت هستند یا خیر. بر این اساس ستاره شناسان باید جو آنها را مطالعه کنند، زیرا این امر می‌تواند تأثیر عمیقی بر عواملی مانند دمای سطح داشته باشد.

جاکوب لوستیگ یاگر از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز در نشست انجمن نجوم آمریکا گفت: «در چند سال آینده و در نهایت دهه‌های آینده، جستجوی حیات در سیارات فراخورشیدی اساساً بر توصیف دقیق جو سیارات فراخورشیدی تکیه خواهد کرد و اولین قدم در این سفر، تشخیص حضور جو سیارات فراخورشیدی است.

جستجوی حیات در سیارات فراخورشیدی اساساً بر توصیف دقیق جو سیارات فراخورشیدی متکی است.

یکی از مهم‌ترین ماموریت‌های جیمز وب، تشخیص جو سیارات فراخورشیدی است، کاری بسیار چالش برانگیز؛ زیرا سیارات فراخورشیدی بسیار کوچک‌تر از ستاره‌ها هستند و نور بسیار کمتری از خود ساطع می‌کنند، بنابراین به ندرت مستقیماً شناسایی می‌شوند. در عوض، ستاره شناسان ستارگان میزبان را مطالعه می‌کنند و به دنبال انحرافات کوچک در روشنایی یا حرکت آنها می‌گردند که نشان دهنده حضور سیاره‌ای است که به دور آنها می‌چرخد.

ستاره‌شناسان می‌گویند با توجه به این شرایط، JWST احتمالا تنها قادر به تشخیص اتمسفر سیارات سنگی خواهد بود که به دور ستاره‌های بسیار کوچکی به نام کوتوله‌های قرمز می‌چرخند.

از برخی جهات، این موضوع در رابطه با شکار سیارات قابل سکونت، قابل توجه است، زیرا این سیارات سنگی از نظر اندازه شبیه به زمین هستند. با این حال، این نوع سیارات به دور ستاره‌های خود بسیار نزدیک‌تر از زمین به دور خورشید می‌گردند و بنابراین بسیار داغ‌تر هستند. وقتی سیاره‌ای تا این حد به ستاره میزبان خود نزدیک می‌شود، ممکن است جو آن توسط گرما و تشعشع ستاره از بین برود.

در مورد سیاره فراخورشیدی LHS 475 b که اخیراً کشف شده است، تلسکوپ فضایی جیمز وب مشاهداتی را ثبت کرد که بر اساس آن، سیاره از مقابل ستاره میزبان خود می‌گذرد و باعث کاهش موقت و بسیار کوچک در روشنایی ستاره می‌شود.

تیم تحقیقاتی همچنین از روشی به نام طیف‌سنجی انتقال برای بررسی جو آن استفاده کردند و اگرچه نتوانستند دقیقاً جو را تأیید کنند، اما توانستند گزینه‌های مختلف را رد کنند. یافته‌ها نشان می‌دهد که این سیاره جوی تحت سلطه هیدروژن مانند مشتری یا اتمسفر متان خالص ندارد. احتمالا می‌تواند یک جو غلیظ دی اکسید کربن مانند زهره داشته باشد، یا اصلاً اتمسفر نداشته باشد، زیرا جو آن توسط ستاره‌اش از بین رفته است.

تیم تحقیقاتی در تابستان امسال رصد دیگری از این سیاره را با استفاده از JWST برنامه ریزی کرده است که به آنها کمک می‌کند اطلاعات بیشتری به‌دست آورند.

از سوی دیگر این تحقیق نشان می‌دهد که تلسکوپ فضایی جیمز وب چقدر برای یادگیری در مورد سیارات فراخورشیدی قدرتمند است؛ اگرچه در این مورد جو قابل تشخیص نیست، اما با اندازه‌گیری‌های دقیق می‌توان جو سیارات هم اندازه زمین را تشخیص داد. بنابراین به نظر می‌رسد این تازه شروع کار جیمز وب است و قطعا اتفاقات هیجان‌انگیزتری را در آینده ثبت خواهد کرد.