دانشمندان با استفاده از داده‌های “ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران”(TESS) متعلق به ناسا جهان‌های جدیدی را در رودخانه‌ای از ستاره‌های جوان کشف کردند.
ساینسیو – به نقل از ایسنا، یک تیم بین‌المللی از ستاره‌شناسان با استفاده از مشاهدات ماهواره “تس”(TESS) سه سیاره داغ بزرگتر از زمین را کشف کرده‌اند که به دور یک ستاره بسیار جوانتر از خورشید ما به نام “TOI ۴۵۱” می‌چرخند. این منظومه در جریان تازه کشف شده “Pisces-Eridanus” واقع شده است که مجموعه‌ای از ستارگان دارای عمر کمتر از سه درصد سن منظومه شمسی هستند.
این سیاره‌ها در تصاویر “تس” بین ماه‌های اکتبر و دسامبر ۲۰۱۸ ثبت شده‌اند. مطالعات پیگیری ستاره “TOI ۴۵۱” و سیارات آن شامل مشاهدات انجام شده در سال ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰ با استفاده از تلسکوپ فضایی “اسپیتزر” ناسا بود که اکنون بازنشسته شده است و همچنین بسیاری از امکانات زمینی و داده‌های مادون قرمز بایگانی شده از ماهواره “NEOWISE” ناسا که بین سال‌های ۲۰۰۹ و ۲۰۱۱ جمع آوری شده است. این داده‌ها نشان می‌دهد که این منظومه یک دیسک خنک از گرد و غبار و بقایای سنگی را در خود نگه داشته است. مشاهدات دیگر نشان می‌دهد که ستاره “TOI ۴۵۱” به احتمال زیاد دارای دو همراه ستاره‌ای دور است که دور یکدیگر و بسیار دورتر از سیاره‌های آن می‌چرخند.
“الیزابت نیوتون” استادیار فیزیک و نجوم در کالج “دارتموث” در هانوفر نیوهمپشایر که سرپرست این مطالعه است، گفت: این منظومه فرصت‌های زیادی را برای منجمان فراهم می‌کند. این ستاره فقط ۱۲۰ میلیون سال عمر دارد و تنها ۴۰۰ سال نوری با ما فاصله دارد که امکان مشاهدات و رصد دقیق منظومه این سیاره جوان را فراهم می‌کند. از آنجا که سه سیاره آن بین دو تا چهار برابر زمین اندازه دارند، آنها نیز به شکل ویژه امکان امیدوارکننده‌ترین مطالعات را در مورد چگونگی تکامل جو سیاره‌ها فراهم می‌کنند.
جریان‌های ستاره‌ای زمانی تشکیل می‌شوند که جاذبه کهکشان راه شیری خوشه‌های ستاره‌ای یا کهکشان‌های کوتوله را از هم بپاشد. ستاره‌های جدا شده و منفرد در امتداد مدار اصلی خوشه به حرکت در می‌آیند و یک گروه کشیده را تشکیل می‌دهند که به تدریج پراکنده می‌شوند.
در سال ۲۰۱۹ تیمی به سرپرستی “استفان مینگاست” در دانشگاه “وین” از داده‌های مأموریت “گایا” متعلق به آژانس فضایی اروپا برای کشف جریان ستاره‌ای “Pisces-Eridanus” استفاده کردند. این جریان در طول ۱۴ صورت فلکی کشیده شده است و طول این جریان حدود ۱۳۰۰ سال نوری است. با این حال، سن تعیین شده برای این جریان ستاره‌ای در ابتدا بسیار بالاتر از آن چیزی بود که اکنون فکر می‌کنیم.
در همان سال ۲۰۱۹ محققان به رهبری “جیسون کورتیس” در دانشگاه “کلمبیا” داده‌های “تس” را روی ده‌ها عضو از این جریان تجزیه و تحلیل کردند. ستارگان جوانتر سریعتر از همتایان قدیمی خود می‌چرخند و همچنین تمایل به داشتن لکه‌های ستاره‌ای برجسته‌ای دارند که مناطق تاریک و خنک‌تر مانند لکه‌های روی خورشید خودمان هستند. همانطور که این لکه‌ها در مقابل دید ما می‌چرخند، می‌توانند تغییرات جزئی در روشنایی یک ستاره ایجاد کنند که “تس” می‌تواند آن را اندازه‌گیری کند.
اندازه‌گیری‌های “تس” شواهد زیادی از لکه‌های ستاره‌ای و چرخش سریع در میان ستارگان این جریان ستاره‌ای را نشان داد. بر اساس این نتیجه، “کورتیس” و همکارانش دریافتند که این جریان فقط ۱۲۰ میلیون سال قدمت دارد و هشت برابر جوانتر از تخمین‌های قبلی است.
جرم، جوانی و نزدیک بودن این ستاره‌ای به ما آن را به یک آزمایشگاه فوق العاده مهیج برای مطالعه نحوه تشکیل و تکامل ستارگان و سیارات تبدیل کرده است.
ستاره جوان “TOI ۴۵۱” که نزد ستاره شناسان بیشتر با نام “CD-۳۸ ۱۴۶۷” شناخته می‌شود، حدود ۴۰۰ سال نوری از ما در صورت فلکی “جوی” یا “اریدانوس” قرار دارد. ۹۵ درصد خورشید ما جرم دارد، اما ۱۲ درصد کوچکتر از آن است، کمی خنک‌تر از خورشید است و نسبت به خورشید ما ۳۵ درصد انرژی کمتری از خود ساطع می‌کند. ستاره “TOI ۴۵۱” هر ۵.۱ روز به دور خود می‌چرخد که بیش از پنج برابر سریعتر از خورشید ما است.
نکته مهم دیگر در این منظومه تازه کشف شده فاصله میان سیاره‌های آن است. به طوری که فاصله آنها تا ستاره میزبانشان کمتر از فاصله سایره عطارد تا خورشید در منظومه شمسی است و دورترین سیاره سه برابر نزدیکتر از عطارد به خورشید به دور ستاره خود می‌گردد، بنابراین همه این سیارات داغ و غیر قابل سکونت هستند. برآورد دمای آنها از حدود ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد برای داخلی‌ترین سیاره تا حدود ۴۵۰ درجه سانتیگراد برای دورترین سیاره است.
سیاره “TOI ۴۵۱ b” هر ۱.۹ روز زمینی به دور ستاره خود می‌چرخد، تقریباً ۱.۹ برابر زمین است و جرم تخمینی آن از دو تا ۱۲ برابر زمین است.
سیاره بعدی “TOI ۴۵۱ c” نام دارد که هر ۹.۲ روز یک مدار کامل را طی می‌کند و حدود سه برابر بزرگتر از زمین است و بین سه تا ۱۶ برابر جرم زمین را در خود جای داده است.
دورترین و بزرگترین سیاره در این منظومه نیز “TOI ۴۵۱ d” نام دارد که هر ۱۶ روز دور ستاره خود می‌چرخد و چهار برابر سیاره زمین است و جرم آن بین چهار تا ۱۹ برابر جرم زمین است.
ستاره شناسان انتظار دارند سیاره‌هایی به این بزرگی با وجود گرمای شدید ناشی از مجاورت با ستاره میزبان خود، بیشتر جو خود را حفظ کنند. نظریه‌های مختلف چگونگی تکامل جو سیاره‌ها در منظومه‌ای با این سن، طیف وسیعی از اطلاعات را فراهم می‌کند. مشاهده نور این ستاره جوان که از جو این سیارات عبور می‌کند، فرصتی برای مطالعه این تکامل آنها فراهم می‌کند و می‌تواند به بهبود مدل‌های فعلی کمک کند.
“الیسا کوینتانا” اخترفیزیکدان مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا گفت: با اندازه‌گیری نور عبوری ستاره از جو سیاره در طول موج‌های مختلف می‌توانیم ترکیب شیمیایی و وجود ابر یا سایر ویژگی‌ها را در آن استنباط کنیم. سیاره‌های این منظومه اهداف بسیار خوبی برای چنین مطالعاتی با تلسکوپ فضایی “هابل” و تلسکوپ فضایی “جیمز وب” در آینده هستند.
مشاهدات دانشمندان نشان می‌دهد که این منظومه به شکلی غیر عادی در طول موج‌های ۱۲ و ۲۴ میکرومتر در نور مادون قرمز که برای چشم انسان قابل مشاهده نیست، می‌درخشد. این نشان دهنده وجود یک “خرده‌قرص”(debris disk) است؛ جایی که اجرام سنگی شبیه به سیارک با هم برخورد می‌کنند و به گرد و غبار تبدیل می‌شوند. در حالی که محققان نمی‌توانند وسعت این خرده‌قرص را تعیین کنند، آن را به عنوان یک حلقه پراکنده از سنگ و گرد و غبار متمرکز می‌دانند که فاصله آن به اندازه فاصله سیاره مشتری از خورشید است.
این تحقیق در مجله Astronomical Journal منتشر شده است.