شواهدی از وجود یک ماه در خارج از منظومه شمسی

اخترشناسان در مطالعه اخیرشان شواهدی از وجود نخستین قمر در خارج از منظومه شمسی پیدا کرده‌اند.

اندازه این “ماه فراخورشیدی” غول پیکر همانند سیاره گازی نپتون است و به دور یک سیاره فراخورشیدی به نام ” Kepler-۱۶۲۵b ” که ۸۰۰۰ سال نوری از زمین فاصله دارد، می‌چرخد.

“ماه فراخورشیدی”(exomoon) یک ماه طبیعی است که بر گرد یک سیاره فراخورشیدی در خارج از منظومه شمسی یا ستاره‌های دیگر قرار دارد. از مطالعه تجربی ماه‌های طبیعی در سامانه خورشیدی می‌توان نتیجه گرفت که احتمالا آنها عناصر متداولی در سامانه‌های سیاره‌ای هستند.

تاکنون بیش از ۳۰۰۰ سیاره فراخورشیدی شناسایی شده است اما تاکنون وجود قطعی هیچ ماه فراخورشیدی توسط اخترشناسان تایید نشده بود.

دکتر “دیوید کیپینگ”(David Kipping)، استاد نجوم ” دانشگاه کلمبیا” گفت: این نخستین مورد شناسایی ماه در خارج از منظومه شمسی است.

محققان داده‌های مربوط به ۲۸۴ سیاره کشف شده توسط “تلسکوپ کپلر”(Kepler telescope) که حداقل ۳۰ روز به دور ستاره میزبان خود می‌چرخند را تجزیه و تحلیل کردند.

ماموریت کپلر یک تلسکوپ فضایی ساخت ناسا است که باهدف کشف سیارات فراخورشیدی مشابه زمین در سال ۲۰۰۹به فضا پرتاب شده‌است و برای این‌کار درخشندگی ۱۰۰ هزار ستاره را در عرض ۳٫۵ سال بررسی می‌کند تا نشانه‌ای از کاهش درخشندگی بر اثرگذار سیاره‌ای بیابد. این ماموریت به نام ستاره‌شناس آلمانی “یوهانس کپلر” نامگذاری شده‌ است.

هنگام مطالعه داده‌ها گذر سیاره “Kepler-۱۶۲۵b”، اخترشناسان متوجه برخی از ناهنجاری‌ها در داده‌ها شدند.

گذر در اصطلاح نجوم، هنگامی‌ است که جرم کوچک‌تری از مقابل قرص جرم بزرگتری در آسمان، گذر یا عبور کند.

کیپینگ گفت: ما انحرافات و تکان‌های کوچکی را در منحنی نور دیدیم که توجه ما را جلب کرد.

در نجوم یک منحنی نوری یک نمودار از شدت نور یک جسم آسمانی یا منطقه به عنوان یک تابع از زمان است. نور معمولا در یک فاصله یا گروه فرکانس خاص است.

پژوهشگران سپس داده‌های تلسکوپ هابل را که چهار برابر دقیق‌تر از تلسکوپ کپلر است به منظور بررسی دقیق و به دست آوردن جزئیات بیشتر، مورد بررسی قرار دادند.

پژوهشگران با استفاده از تلسکوپ هابل توانستند تمام سفر ۱۹ ساعته سیاره مذکور به دور ستاره میزبانش را مشاهده کنند.

پس از گذشت سه ساعت و نیم ساعت از مطالعه، پژوهشگران متوجه یک شیب کوچک در روشنایی این ستاره میزبان شدند و این شیب نشانگر عبور یک شی کوچک‌تر در مقابل این ستاره بود.

دکتر کیپینگ گفت: به نظر می‌رسد اکنون یک ماه به طوریکه یک سگ پشت صاحب خود به آرامی راه می‌رود و او را دنبال می‌کند، در حال تعقیب این سیاره است. متاسفانه مشاهدات هابل قبل از یک گذر کامل برای اندازه گیری این ماه به پایان رسید.

این مطالعه که در مجله “Science Advances” منتشر شده، نشان می‌دهد که این سیاره غولپیکر گازی، ۷۵ دقیقه پیش از زمان پیش‌بینی شده، گذر خود را آغاز کرده است.

بنابراین داده‌ها، دانشمندان ادعا می‌کنند که یک ماه وجود دارد که اکنون نیز در حال چرخش به دور این سیاره است و این به آن معناست که هر دو جرم آسمانی در حال چرخش بر روی یک مرکز جاذبه یکسان هستند و این موضوع در ستاره شناسی به عنوان “مرکز سنگینی سراسری”(barycentre) شناخته شده است و باعث می‌شود که این سیاره از موقعیت مورد نظرش منحرف شده و تلوتلو بخورد.

مرکز سنگینی سراسری، مرکز گرانیگاه دو جرم(یا بیشتر) است که در حال چرخش به دور یکدیگرند، یا نقطه‌ای‌ است که هر دوی آنها(یا همگی) در اطراف آن می‌گردند. تصور کلی این مفهوم مهم در زمینه‌هایی مانند اخترشناسی و اخترفیزیک کاربرد دارد. فاصله از مرکز گرانیگاه یک جرم تا مرکز سنگینی سراسری را می‌توان همانند و به عنوان یک مسئله دو جسم محاسبه کرد.

هرگاه که یکی از آن دو جرم بطور قابل توجهی سنگینتر از دیگری‌است(و فاصله نسبتاً نزدیک‌ است)، مرکز سنگینی سراسری معمولا در درون جسم سنگینتر قرار می‌گیرد. به جای اینکه دیده شود که به دور یک مرکز مشترک با جرم کوچک‌تر می‌گردد، جرم بزرگ‌تر به سادگی با کمی «تلو تلو خوردن» دیده می‌شود. در سامانه زمین و ماه، این مورد به گونه‌ای کامل قابل دیدن‌ است که در آن مرکز سنگینی سراسری مشترک در داخل زمین و به طور متوسط ۴۶۷۱ کیلومتر از مرکز زمین قرار گرفته‌ است، شعاع سیاره زمین ۶٬۳۷۸ کیلومتر است.

هنگامی که جرم هر دو جسم برابر(یا نزدیک به برابر) است، مرکز سنگینی سراسری مشترک آنها به طور کلی در مکانی میان آن دو قرار دارد و هر دو جسم، مداری را در پیرامون آن مرکز دنبال می‌کنند.

این انحراف خفیف در مدار سیاره می‌تواند توسط کشش گرانشی از یک سیاره دیگر نزدیک به وجود آمده باشد، اما ستاره شناسان بر این باورند که در این سیستم ستاره‌ای، سیارات دیگری وجود ندارند.

آقای “تیچی”(Teachey) نویسنده ارشد این مطالعه گفت : “یک ماه همراه” می‌تواند سادهترین و طبیعیترین توضیح برای شیب دوم در منحنی نور و انحراف زمان مدار باشد. لحظه مشاهده منحنی نور یک لحظه تکان دهنده بود به طوریکه تپش قلب من شدید شد و تنها به آن خیره شده بودم.

پژوهشگران تخمین می‌زنند که این ماه تنها ۱.۵ درصد از جرم سیاره همراه خود را دارد. به رغم اندازه این ماه و سیاره میزبانش که بسیار بزرگ‌تر از زمین و ماه است، اما دانشمندان می‌گویند که نسبت جرم بین این دو مشابه است.

یافتن ماه فراخورشیدی‌ها دشوار است زیرا آنها کوچک‌تر از سیاره همراهشان هستند و سیگنال گذر آنها نیز ضعیف است.سیاره‌های ایده آل برای مشاهده ماه فراخورشیدی‌های عظیم در مدارهای بزرگ هستند و زمان‌های گذر آنها نیز طولانی است.

پژوهشگران در مطالعات آینده  سیاره‌های هم اندازه سیاره مشتری که از ستارگان خود  دور هستند را توسط دادهای تلسکوپ کپلر مورد بررسی قرار خواهند داد.

“تلسکوپ فضایی جیمز وب”(James Webb Space Telescope) ناسا  نیز هنگامیکه پرتاب شود واقعا میتواند با داده‌های خود در آینده به آنها یاری رساند.

تلسکوپ فضایی جیمز وب یک تلسکوپ فضایی بسیار پیشرفته است که پس از ساخته شدن بزرگترین تلسکوپ فضایی جهان محسوب خواهد شد. جیمز وب قرار است که وضوح و حساسیت بی‌سابقه‌ای را با استفاده از طول موج بلند (نارنجی-قرمز) نور مرئی، و از طریق مادون قرمز نزدیک به اواسط مادون قرمز (۰٫۶–۲۷ میکرومتر)، ارائه دهد. این تلسکوپ با همکاری سازمان‌های فضایی ناسا و آژانس فضایی اروپا در حال ساخت است. تلسکوپ جیمز وب که یک ابزار جانشین برای تلسکوپ فضایی هابل و تلسکوپ فضایی اسپیتزر است قرار است تا سال ۲۰۲۱ تکمیل گردد و به وسیله موشک آریان ۵ به فضا پرتاب شود.

به گزارش ایسنا و به نقل از دیلی میل،  پروفسور کیپینگ در انتها گفت: توسط این داده‌ها ما می‌توانیم انتظار داشته باشیم که در آینده قمرهای واقعا کوچک را نیز رصد کنیم.