کشف سیاره‌ای ابر زمین در فاصله بسیار نزدیک که در مداری عجیب به دور ستارهاش می‌چرخد
پژوهشگرها کشف سیاره‌ای ابر زمین را در مدار ستاره‌ای خورشید‌مانند کشف کردند که دارای زمستان‌های طولانی و سرد و تابستان‌های بسیار داغ است.
کشف سیاره‌ای ابر زمین
به نقل از خبر سنتر کشف سیاره‌ای ابر زمین که در کمربند حیات ستاره‌ی خود فرو می‌رود و از آن خارج میشود، تنها در فاصله‌ی ۱۹٫۷ سال نوری از زمین کشف شده است. این سیاره که با نام HD 20794d شناخته میشود، به اندازه‌ی فاصله‌ی مریخ از خورشید، از ستاره‌ی خود دور میشود و در سمت دیگر مدارش به اندازه‌ی زهره به آن نزدیک میشود.
سیاره هر چرخش خود را در محدوده‌ی خارج از کمربند حیات ستاره آغاز می‌کند؛ جایی که برای جریان آب مایع بسیار سرد است و سپس وارد کمربند حیات در لبه‌ی داخلی میشود که در آن دما برای مدت کوتاهی افزایش می‌یابد تا اینکه مجددا به بیرون از کمربند حیات می‌رود.
محدودیت‌های سکونت‌پذیری سیاره‌ای
جو سیاره‌ی HD 20794d، هدف درخشانی برای بررسی با تلسکوپ‌های نسل بعدی است و دانشمندان می‌توانند محدودیت‌های سکونت‌پذیری سیاره‌ای را بهتر بررسی کنند. خاویر دوموسک از دانشگاه ژنو در بیانیه‌ای گفت: «درخشندگی و نزدیکی سیاره‌ی جدید، آن را به کاندید ایده‌آلی برای تلسکوپ‌های آینده تبدیل می‌کند که مأموریت آن‌ها رصد مستقیم جو سیاره‌های فراخورشیدی است.»
سیاره‌ی HD 20794d دارای جرم ۶٫۶ برابر بیشتر از زمین است و با استفاده از طیف‌نگارهای ESPRESSO و HARPS در تلسکوپ‌های رصدخانه جنوبی اروپا در شیلی کشف شد. این ابزارها آنچه را که «سرعت شعاعی» نامیده میشود، اندازه‌گیری می‌کنند. سرعت شعاعی به میزان تاب‌خوردن یک ستاره به دور مرکز جرمی مشترک با سیاراتش گفته میشود. به‌طورکلی هرچقدر تکان‌خوردن بیشتر باشد، جرم سیاره بیشتر میشود.
ستاره‌های میزبان سیاره‌ی فراخورشیدی
ستاره‌شناس‌ها هنوز به‌طور مستقیم HD 20794d را رصد نکرده‌اند؛ بدین معنی که نه عکسی از آن گرفته‌اند و نه حتی آن را در حال گذر از مقابل ستارهاش دیده‌اند. این ستاره با نام HD 20794 که همچنین با نام Eridani 82 نیز شناخته میشود، ستاره‌ای زرد‌رنگ از نوع G6، اندکی تیره‌تر و کم‌جرم‌تر از خورشید خودمان است.
ستاره‌ی یادشده در آسمان شب نسبتا روشن است و با قدر ۴٫۳ می‌درخشد؛ به اندازه‌ی کافی روشن که بتوان با چشم غیرمسلح آن را در صورت فلکی جوی (Eridanus) مشاهده کرد. در مقابل، بسیاری از ستاره‌های میزبان سیاره‌ی فراخورشیدی بسیار کم‌نور هستند و نمی‌توان آن‌ها را با چشم غیرمسلح دید؛ اما HD 20794 با درخشندگی بالا نمونه‌ای خاص به شمار می‌رود.
دوره‌ی گردش آن‌ها
از آنجا که منظومه‌ی HD 20794 در فاصله نزدیکی از زمین قرار دارد، طی بیست سال گذشته به‌خوبی مشاهده شده است و در مورد سیاره‌های فراخورشیدی تاریخچه‌‌ای متناقض دارد. سیاره‌ی HD 20794d به همراه دو سیاره ابر زمین دیگر به نام b و c به دور ستارهاش می‌چرخد و دوره‌ی گردش آن‌ها به ترتیب هر ۱۸٫۳ و ۸۹٫۶ روز است.
سیاره‌های یادشده در سال ۲۰۱۱ توسط گروهی از ستاره‌شناس‌های ژنو از جمله دوموسک کشف شدند. در همان زمان پژوهشگرها شواهدی از سیاره سوم با دوره مداری ۴۰ روزه را یافتند، اما بعدها نشان دادند که این یافته نادرست است. امروز سیاره سوم واقعی در داده‌ها آشکار شده است.
مایکل کریتینیر از دانشگاه آکسفورد می‌گوید: «ما سال‌ها داده‌ها را تجزیه و تحلیل کردیم و منابع آلودگی را با دقت حذف کردیم». کریتینر قبلا در ژنو الگوریتمی به نام YARARA را برای جستجوی دقیق داده‌ها و تشخیص سیگنال سرعت شعاعی ضعیف یک سیاره فراخورشیدی از نویز پس‌زمینه ابداع کرد. این الگوریتم در تلاش برای تأیید واقعی بودن HD 20794d حیاتی بود.
با این‌حال، نکته‌ی قابل توجه درباره‌ی سیاره‌ی جدید، مدار آن است. در حالی که یوهانس کپلر به ما آموخت که هیچ مدار سیاره‌ای کاملا دایره‌ای نیست، مدار اغلب سیاره‌ها به دایره نزدیک است. بااین‌حال برخی از دنیاها مدارهای کشیده‌تری دارند. درجه‌ی ازدیاد طول که به عنوان خروج از مرکز شناخته میشود در مقیاس ۰ (برای یک دایره کامل) تا ۱ (هذلولی) اندازه‌گیری میشود. گریز از مرکز مداری زمین ۰٫۰۱۷، مریخ ۰٫۰۵۵ و عطارد ۰٫۲۰۶ است.
مدار ۶۴۷ روزه‌ی این سیاره
مدار HD 20794d از هر سیاره‌ای در منظومه‌ی شمسی ما کشیده‌‌تر است و گریز از مرکز آن به ۰٫۴ می‌رسد. مدار ۶۴۷ روزه‌ی این سیاره ۴۰ روز کوتاه‌تر از مریخ است و با توجه به این داده می‌توانید موقعیت آن در منظومه‌اش را حدس بزنید. با این‌حال، گریز از مرکز بزرگ به این معنی است که مدار آن از فاصله‌ی ۲ واحد نجومی (۳۰۰ میلیون کیلومتری یا دو برابر فاصله‌ی زمین تا خورشید) از ستاره تا نزدیک به ۰٫۷۵ واحد نجومی (۱۱۲ میلیون کیلومتری) متغیر است.
در منظومه‌ی شمسی، مریخ در لبه بیرونی کمربند حیات و در فاصله‌ی متوسط ۱٫۵ واحد نجومی یا ۲۲۸ میلیون کیلومتر به دور خورشید می‌چرخد، در حالی که زهره در لبه‌ی داخلی کمربند حیات در فاصله‌ی ۰٫۷۲ واحد نجومی (۱۰۸ میلیون کیلومتر) از خورشید قرار دارد.
آب و هوا در سیاره‌ی HD 20794 d
آب و هوا در سیاره‌ی HD 20794 d باید بسیار عجیب و غریب باشد. زمستان‌ها طولانی و سخت است و حیات به سختی در سیاره‌ای که بیشتر اوقات در یخبندان به‌سر می‌برد، دوام می‌آورد. در بهار یخ‌ها ذوب می‌شوند و سپس تابستانی کوتاه اما شدید از راه می‌رسد که طی آن ممکن است اقیانوس‌ها شروع به تبخیر کنند و سپس به صورت باران در پاییز و برف در زمستان ببارند. هنوز مشخص نیست آیا حیات می‌تواند در چنین دنیایی غیرعادی دوام بیاورد یا خیر.
روی زمین، فصل‌ها حاصل شیب ۲۳٫۴ درجه‌ای سیاره‌مان هستند. به عنوان مثال تابستان شمالی زمانی رخ می‌دهد که نیم‌کره‌ی شمالی زمین به سمت خورشید متمایل شود. صرف‌نظر از شیب HD 20794 d، فصل‌ها با میزان پیش‌روی سیاره در مدار گریزان از مرکزش تعیین می‌شوند.
اولین روزهای شکل‌گیری منظومه
دوموسک می‌گوید، منشأ چنین حدی از دوری از مرکز را باید در گذشته‌های دور HD 20794d جستجو کرد. گریز از مرکز سیاره‌ها حاصل تعاملات آن‌ها در اولین روزهای شکل‌گیری منظومه سیاره‌ای است. گرچه دو سیاره‌ی دیگر b و c، مدارهای غیرعادی ندارند، ممکن است جسمی دیگر در مدار 20794d، مدت کوتاهی پس از تشکیل آن عامل اختلال در مدارش بوده باشد.
به عنوان مثال ممکن است سیاره‌ی غول‌پیکر دیگری در مرحله‌ی اولیه‌ی شکل‌گیری وجود داشته باشد که می‌توانست بر مدار سیاره‌ی d تأثیر بگذارد. سپس آن سیاره‌ی غول‌پیکر احتمالا به خارج از منظومه پرتاب شد.
