روشی جدید برای اندازه‌گیری جرم سیارات فراخورشیدی

به گزارش sciences، از آنجا که جرم یک سیاره می‌تواند اطلاعات بسیاری درباره جریان زندگی احتمالی روی آن در اختیار ما بگذارد، به تازگی دو اختر فیزیکدان از MIT که بر سیارات فراخورشیدی قابل سکونت تحقیق می‌کردند برای اندازه‌گیری جرم این سیارات به روشی جدید به نام گذر نجومی دست یافتند. این روش اندازه‌گیری براساس تجزیه و تحلیل طیف نور جذب شده توسط فضای اطراف سیاره فراخورشیدی در زمان گذر نجومی است. بیایید زمین و مریخ را با هم مقایسه کنیم، بدلیل کوچک بودن مریخ این سیاره نمی‌تواند جو اطراف خود را حفظ کند و از مدت‌ها پیش به دلیل جرم کم، منبع گرمایی مرکز مریخ تمام شده است.

نقش گذر نجومی در اندازه‌گیری جرم و شعاع سیاره

هنگامی که می‌خواهید به منظور یافتن پاسخ درخصوص تکامل جهان به تحقیق و بررسی دنیای سیارات فراخورشیدی بپردازید، بیشتر از آن که قابل سکونت بودن یا نبودن منطقه مهم باشد تعیین جرم آن لازم و ضروری است. تا به امروز روش سرعت شعاعی مورد استفاده بوده است، اما این روش فقط برای اندازه‌گیری جرم سیاراتی مناسب است که هم بزرگ و هم به ستاره میزبان نزدیک هستند. با استفاده از روش گذر نجومی تنها در زمانی که متوجه تغییرات هنگام گذر نجومی شوید، می‌توان جرم سیاره را اندازه‌گیری کرد، در غیر این صورت فقط اندازه‌گیری شعاع سیاره امکان‌پذیر است. متاسفانه تعداد گذرهای نجومی بسیار اندک است و به همین دلیل تلسکوپی مانند کپلر منطقه‌ای از آسمان را به طور مداوم رصد می‌کند تا در طول زمان چند سیاره را چند بار مشاهده کند. دانستن جرم و شعاع سیاره می‌تواند اطلاعات بیشتری را در اختیار دانشمندان بگذارد، بخصوص آن که آیا این سیارات از سوی تلسکوپ‌هایی مانند هابل قابل رویت هستند یا نه. همچنین می‌توان از طریق طیف‌سنجی به اطلاعاتی درخصوص ترکیبات شیمیایی جو سیارات دست یافت.

این دو اختر فیزیکدان در مقاله‌ای در مجله Science عنوان کردند که در حال اندازه‌گیری جرم سیارات فراخورشیدی از طریق اندازه‌گیری طیف‌سنجی جو این سیارات هستند. آنها این روش را در سیاره HD189733b مورد آزمایش قرار دادند. این سیاره گرم به دور ستاره‌ای که در فاصله 63 سال نوری از زمین قرار دارد، می‌چرخد.

از نظر اختر فیزیکدانان نزدیکی این سیاره به سیاره زمین یک امتیاز محسوب می‌شود و این سیاره یکی از معدود سیاراتی است که می‌توان شعاع و جرم آن را که احتمالا 1.5 برابر سیاره مشتری است، تخمین زد. طیف نوری که از طریق جو به ستاره تابیده می‌شود می‌تواند روی دما، فشار، میدان مغناطیسی، تلاطم جو و ترکیب شیمیایی آن تاثیر گذارد. این تاثیر بر اساس وجود یا نبود خطوط مولکولی و اتمی، فشار و بزرگی سیارات رخ می‌دهد. علاوه بر این فشار و جرم آن به گرانش ستاره نیز بستگی دارد.

از آنجایی که سیاره HD189733b به خوبی مورد بررسی قرار گرفته است محققان به این نتیجه رسیدند که به روش اندازه‌گیری طیف جذب شده توسط جو می‌توان جرم آن را اندازه‌گیری کرد. مادامی که از طریق گذر نجومی شعاع سیاره فراخورشیدی را بدانیم، می‌توان با استفاده از این روش و تلسکوپ جیمز وب جرم آن را به دست آورد. به عقیده دانشمندان جرم سیاره می‌تواند در درک هر چه بیشتر درباره ترکیب جوی سیاره فراخورشیدی و سنگی یا گازی بودن آن کمک کند. این دو عامل با قابلیت برخورداری سیاره از حیات ارتباط دارند.