مهروماه

منظومۀ تراپیست-۱ شگفت‌انگیزترین منظومه در منطقۀ محلی ماست. این منظومه در فاصلۀ ۴۰ سال نوری از زمین قرار داشته و ۷ سیاره فراخورشیدیِ سنگی در دل خود جای داده است؛ سه مورد از این سیاره‌ها در ناحیه سکونت‌پذیرِ ستارۀ خود قرار دارند.

برای اینکه سیاره بتواند از حیات پشتیبانی کرده و سکونت‌پذیر شود، باید عوامل زیادی دست به دست هم دهند.  بنابراین، اخترشناسان به دنبال آن دسته از خصوصیاتی هستند که اطلاعاتی دربارۀ تاریخچه آن منظومه در اختیارشان بگذارد. حالا بر اساس یافته‌های مطالعه جدید، به همان شیوه‌ای که سیاره‌های منظومه‌شمسی به دور یک صفحه کمابیش مسطح در پیرامون استوای خورشید می‌چرخند، سیاره‌های فراخورشیدیِ تراپیست-۱ نیز در صفحه‌ای مسطح به دور مرکز آن گردش می‌کنند.

کشف فوق این فرصت را در اختیار اخترشناسان می‌گذارد تا تاریخچه پویای این منظومه را مورد بررسی قرار دهند. این کار می‌تواند نقش مهمی در اصلاح مدل‌های موجود از منظومه‌ها ایفا کرده و احتمال سکونت‌پذیری در سیاره‌های فراخورشیدیِ آن منظومه‌ها را به شکل بهتری بررسی کند. اما یافتن سیاره‌ها در اطراف استوای ستاره به این معناست که آنها اساساً با انحراف یکسانی که در آن به وجود آمدند به گردش مشغول هستند.

این عامل شرایط را برای مطالعه حالت اولیۀ این منظومه آسان‌تر می‌کند. محققان تا به امروز موفق به کشف بیش از ۴۰۰۰ سیاره فراخورشیدی در کهکشان راه شیری شده‌اند. یکی از مهم‌ترین دستاوردهایی که محققان در کشف سیاره‌های فراخورشیدی به آن نائل آمده‌اند این است که آیا منظومه شمسیِ ما در واقع نرمال است یا خیر. پاسخ این پرسش به شکل بهتری با استفاده از سیاره‌های فراخورشیدی داده می‌شود.

اخترشناسان تاکنون تراز چرخشی چند سیاره فراخورشیدی را اندازه گرفته‌اند؛ تعداد زیادی از سیاره‌های غول گازی چیزی موسوم به «انحراف یا درجه تمایل ستاره‌ای» دارند؛ یعنی زمانی که سیاره‌های فراخورشیدیِ یک ستاره در زاویه‌ای متمایل و کج به دور محور اسپین ستاره می‌چرخند. منظومه‌هایی که چندین ستاره دارند، انحراف کمتری دارند؛ اما تابحال هیچ‌کس این انحراف را در مورد سیاره‌های سنگیِ زمین‌مانند اندازه نگرفته بود. دلیلش این است که انحراف یا درجه تمایل ستاره‌ای بر اساس معیاری تحت عنوان «اثر روسیتر – مک‌لوگلین» اندازه گرفته می‌شود.

مشاهدۀ این اثر با ستاره‌های کوچک و کم‌نوری مثل تراپیست-۱ کار دشواری است. بگذارید نحوه عملکرد این را با هم بررسی کنیم. وقتی ستارۀ در حالِ گردشی را مشاهده می‌کنیم، نوری که از سویش به سمت ما می‌آید، به فرکانس‌های بالاتر رسیده و به انتهایِ آبی طیف نزدیک می‌شود. این فرایند «Blueshift یا انتقال به آبی» نام دارد. از طرف دیگر، نوری که از جانب چرخیده و از ما دور می‌شود، به سمت فرکانس‌های پایین‌تر متمایل شده و در قالب انتقال به سرخ دیده می‌شود.

وقتی سیاره‌ای در اطراف آن ستاره به چرخش می‌پردازد، می‌توانید بر اساس نوع طول موجی که در همان ابتدا انسداد می‌شود، جهت آن را تشخیص دهید. آن سیاره فراخورشیدی یک نوع سایۀ دوپلر ایجاد می‌کند که به ایجاد یک انحراف یا خمیدگی می‌انجامد. این خمیدگی برای مدل‌سازیِ انحراف یا درجه تمایل ستاره‌ای استفاده می‌شود.

تراپیست-۱ یک کوتوله سرخ است؛ یعنی خیلی کوچک و کم‌نور است. بنابراین، قبلاً غیرممکن بود که اثر روسیتر – مک‌لوگلین را مشاهده کنیم. اما تلسکوپ سوبارو واقع در هاوایی اخیراً با یک طیف‌‌نگار فروسرخ جدید بنام(IRD) تناسب داشت. در شب ۳۱ آگوست ۲۰۱۸، سه مورد از سیاره‌های فراخورشیدیِ تراپیست-۱ در یک شب از ستاره عبور کردند؛ لذا محققان این فرصت را غنیمت شمرده و داده‌های زیادی را تنها در یک مرحله مشاهده جمع‌آوری کردند. باید بگوییم که محققان این بار خیلی خوش‌شانس بودند که چنین فرصتی به دست آوردند.

در یکی از گذرها، سایه دوپلر ایجاد شد، اما این نشان می‌داد که انحراف یا درجه تمایل ستاره‌ای نزدیک به صفر است. هنوز نمی‌توان در این مورد با قاطعیت اظهار نظر کرد؛ امکان خطا در این اندازه‌گیری می‌تواند بالا باشد. در طول فرایند ستاره‌زایی، ستاره توسط دیسک بزرگ و مسطحی از گردوغبار و گاز احاطه می‌شود. وقتی ستاره کامل شد، گاز و گردوغبار باقی‌مانده چیزهای دیگری را به وجود می‌آورد.

به همین دلیل است که سیاره‌های منظومه‌شمسی به صورت منظم کنار هم چیده شده‌اند؛ هیچ عاملی نتوانسته هم‌ترازیِ آنها را به هم بریزد و آنها قرص و محکم سر جای خود ایستاده‌اند. اگر سیاره‌های فراخورشیدیِ تراپیست-۱ در یک صفحه صاف، مرتب و مسطح باشند، احتمالاً تغییر مکان نداشته و همان جایی ایستاده‌اند که قبلاً در آن به وجود آمده‌اند. با این حال، این سیاره‌ها فاصله نزدیکی با ستاره‌شان دارند؛ یعنی این آرایش فشرده احتمالاً نتیجۀ مهاجرت تدریجی به بخش درونی بوده است؛ نَه هیچ عامل مختل‌کننده دیگر.

نتیجۀ فوق را می‌توان اینطور هم تعبیر کرد که نبود اختلال‌های گرانشیِ بزرگ به احتمال زیاد منجر به پیدایش سیاره‌هایی در ناحیه سکونت‌پذیر می‌شود؛ این نتیجه‌گیری نیازمند بررسی‌های دقیق‌تر و بیشتری است. اما تا به اینجای کار هم محققان گام بزرگ و روبه جلویی برداشته‌اند که جای تقدیر دارد. دانشمندان در پایان ابراز امیدواری کردند که با انجام تحقیقات و مشاهدات بیشتر بتوانند دریچه‌های جدیدی به روی ویژگی‌های چرخشیِ منظومه‌های ستاره‌ای بگشایند