صحت کشف ۲ قمر فراخورشیدی در هاله‌ای از ابهام

در حالی که فهرست سیارات فراخورشیدی به بیش از ۵۰۰۰ جهان شناخته شده گسترش می‌یابد، صحت کشف قمرهای فراخورشیدی با شک و تردید روبه‌رو شده است.

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، تحقیقات جدید تردیدی در این مورد به وجود آورده که اولین قمر فراخورشیدی کشف شده بشر کشف دقیقی نبوده است. در واقع، همین یافته‌ها همچنین نشان داد که قمرهای فراخورشیدی به طور کلی ممکن است تنها در صورتی خود را نشان دهند که بسیار بزرگ باشند.

این تحقیق نشان می‌دهد که اگرچه دلیلی وجود ندارد که بگوییم در منظومه‌های سیاره‌ای دیگر قمرها به دور جهان‌ها نمی‌چرخند اما یافتن آن‌ها یک کار دشوار است.

در سه دهه پس از اولین کشف یک سیاره فراخورشیدی، فهرست جهان‌های اطراف ستاره‌های دیگر با بیش از ۵۰۰۰ نمونه تایید شده تا به امروز رشد کرده است. با این حال، هر قمر فراخورشیدی احتمالی یا «ماه فراخورشیدی» که به دور این جهان‌ها می‌چرخد، از دست ستاره‌شناسان قسر در رفته است.

تا سال ۲۰۱۸ اخترشناسان بر این باور بودند که یک ماه فراخورشیدی را در اطراف سیاره Kepler-1625 b، که شبیه به سیاره مشتری است و در فاصله حدود ۸۰۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد، مشاهده کرده‌اند. سپس، در ماه ژانویه سال ۲۰۲۲، اخترشناسان به این باور رسیدند که دومین ماه فراخورشیدی را نیز مشاهده کرده‌اند که این بار به دور سیاره فراخورشیدی Kepler-1708 b که یک غول گازی با جرم ۴.۶ برابر مشتری است و در فاصله ۵۴۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد، می‌چرخد. خود این سیاره فراخورشیدی در سال ۲۰۲۱ کشف شده بود.

اما با این حال، این بدان معنا بود که از ۵۰۰۰ سیاره فراخورشیدی شناخته شده تنها دو سیاره دارای قمر پیدا شده‌اند. این موضوع چندان برای منجمان نگران کننده نبود، زیرا آن‌ها استدلال می‌کردند که خود این جهان‌ها بسیار دور هستند و قمر فراخورشیدی باید بسیار کوچکتر از سیارات فراخورشیدی باشد. بنابراین، یافتن آن‌ها باید بسیار سخت‌تر باشد، درست است؟ با این حال، در حال حاضر، کشف این دو قمر نیز در هاله‌ای از ابهام قرار گرفته است.

رنه هلر (René Heller)، رهبر تیم و دانشمند مؤسسه تحقیقاتی منظومه شمسی ماکس پلانک (MPS) در بیانیه‌ای گفت: قمرهای فراخورشیدی به اندازه‌ای دور هستند که ما نمی‌توانیم آن‌ها را مستقیما ببینیم، حتی با قوی‌ترین تلسکوپ‌های مدرن. ما دوست داشتیم کشف قمرهای فراخورشیدی در اطراف Kepler-1625 b و Kepler-1708 b را تایید کنیم، اما متاسفانه، تحلیل‌های ما خلاف این را نشان می‌دهد.

سیارات فراخورشیدی اغلب در حال چرخش به دور ستاره میزبان خود هنگامی که از مقابل آن عبور می‌کنند، دیده می‌شوند که باعث افت کوچکی در خروجی نور ستاره می‌شود. این روش باید روی قمرهای فراخورشیدی نیز کار کند، اما از آنجایی که این قمرها بسیار کوچک‌تر از جهان‌هایی هستند که به دور آن‌ها می‌گردند، افت نوری که ایجاد می‌کنند بسیار اهمیت دارد.

علاوه بر این یک قمر فراخورشیدی در حالی که دانشمندان گذر آن را تماشا می‌کنند باید در نقطه‌ای دقیق از مدار خود باشد زیرا سیاره میزبان آن نیز همزمان از روبه‌روی ستاره خود عبور می‌کند. اساسا، آن قمر باید در یک موقعیت بسیار خاص نسبت به سیاره باشد تا بتواند جلوی نور ستاره خود را بگیرد. این در واقع یکی از دلایلی است که شواهدی از ماه فراخورشیدی Kepler-1625 b در داده‌های تلسکوپ فضایی کپلر ظاهر شد و سپس ناپدید شد و تنها در رصدهای بعدی تلسکوپ فضایی هابل دوباره ظاهر شد.

هلر و همکارانش با استفاده از یک الگوریتم رایانه‌ای به نام پاندورا به اخبار ناامیدکننده ای در مورد قمرهای فراخورشیدی Kepler-1625 b و Kepler-1708b رسیدند. استفاده از پاندورا، که برای تسریع کشف قمرهای فراخورشیدی طراحی شده است، در داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط تلسکوپ فضایی کپلر ناسا از Kepler-1708 b نشان داد که سناریوهایی که فاقد قمر فراخورشیدی هستند مشاهدات سیاره فراخورشیدی و ستاره‌اش را به تنهایی توضیح می‌دهند.

مایکل هیپکه (Michael Hippke)، یکی از نویسندگان این مطالعه و ستاره شناس رصدخانه سونبرگ، در این باره گفت: احتمال چرخش قمر به دور Kepler-1708b به وضوح کمتر از گزارش های قبلی است. داده‌ها وجود قمر فراخورشیدی در اطراف Kepler-1708b را نشان نمی دهند.

برای Kepler-1625 b، هیپکه و هلر پیشنهاد می‌کنند که اثری به نام «تاریک شدن اندام ستاره‌ای» که می‌تواند باعث تغییرات در روشنایی در سراسر یک ستاره شود، بر سیگنال قمر فراخورشیدی پیشنهادی تأثیر گذاشته است. آنها می‌گویند که تاریک شدن اندام ستاره‌ای در واقع مشاهدات ستاره مادر را بهتر از تاریک شدن ناشی از حضور یک قمر بیگانه بالقوه توضیح می‌دهد.

علاوه بر این، تحقیقات این تیم همچنین به طور کلی اخبار بدی را برای شکارچیان قمرهای فراخورشیدی ارائه کرد. هنگامی که این دو نفر از پاندورا برای پیش‌بینی انواع قمرهای فراخورشیدی استفاده کردند دریافتند که تنها قمرهای بسیار بزرگ که تقریبا دو برابر اندازه گانیمد، بزرگترین قمر منظومه شمسی را دارند با فناوری فعلی قابل مشاهده است.

اگر منظومه‌های سیاره‌ای دیگر مانند منظومه شمسی باشند، وجود این نوع قمر واقعا عجیب خواهد بود. ما حدود ۲۹۰ قمر منظومه شمسی را می‌شناسیم و هیچ کدام با این قمر پیشنهادی مطابقت ندارند و این بدان معناست که تشخیص قمر فراخورشیدی می‌تواند حتی کمتر از آنچه پیش از این بوده، شود.

این مطالعه در هفتم دسامبر در مجله Nature Astronomy منتشر شد.