پرسش و پاسخ: سیاره ای شبیه زمین با دو خورشید؟

توسط جولز برنشتاین، دانشگاه کالیفرنیا - ریورساید

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

بر اساس مقاله جدیدی که به بررسی پویایی این منظومه می پردازد، یک منظومه ستاره ای نزدیک با دو خورشید می تواند به طور بالقوه از سیاره ای به اندازه زمین در منطقه ای که آب مایع در آن وجود داشته باشد، پشتیبانی کند.

این مقاله که در The Astrophysical Journal منتشر شده است، بر روی یک سیستم ستاره ای دوتایی به نام 70 Ophiuchi تمرکز دارد. تریلیون ها مایل از زمین فاصله دارد، اما از نظر کیهانی نسبتا نزدیک است و در فاصله حدود 5 پارسک قرار دارد. برای مرجع، نزدیکترین ستاره به خورشید ما، پروکسیما قنطورس، 1.3 پارسک با ما فاصله دارد.

70 دو ستاره اوفیوچی کمی کوچکتر و سردتر از خورشید هستند، در حدود 88٪ و 73٪ از جرم آن. اگرچه اخترشناسان چندین دهه این منظومه را رصد کرده اند، هیچ سیاره تایید شده ای وجود ندارد که به دور هر یک از ستاره ها می چرخد.

محققان با استفاده از مشاهدات انجام شده در دانشگاه میشیگان برای تعریف بهتر نحوه حرکت دو ستاره در اطراف یکدیگر، مدل کردند که آیا سیاره ای به اندازه زمین می تواند مداری پایدار در منطقه قابل سکونت اطراف ستاره بزرگتر حفظ کند یا خیر. منطقه قابل سکونت یا HZ، ناحیه ای در اطراف یک ستاره است که در آن سیاره به اندازه کافی گرم است که بتواند آب مایع را روی سطح خود نگه دارد.

Skylar D'Angiolillo، دانشجوی دکترای UC Riverside در زمین و علوم سیاره‌ای، مدل‌سازی دینامیکی مقاله را با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری انجام داد تا ببیند چگونه اجرام در فضا در طول زمان حرکت می‌کنند و بر یکدیگر تأثیر می‌گذارند. در اینجا، D'Angiolillo و مشاور او، اخترفیزیکدان UCR، استفان کین، در مورد معنای نتایج برای جستجوی جهان‌هایی که قادر به میزبانی زندگی هستند صحبت می‌کنند.

این یک سیستم دوتایی است، بنابراین دو ستاره وجود دارد. ما ده‌ها داده رصدی روی منظومه داریم، از جمله اندازه‌گیری‌هایی که به ما درباره حرکت ستارگان می‌گویند. با استفاده از این داده ها، ما توانستیم معماری سیستم را بهتر محدود کنیم و آنچه ممکن است برای یک سیاره در آنجا اتفاق بیفتد را مدل کنیم.

ما مرزهای منطقه قابل سکونت در اطراف ستاره اولیه را محاسبه کردیم. سپس آزمایش کردم که آیا سیاره ای به جرم زمین می تواند مداری پایدار را در فواصل مختلف در آن منطقه حفظ کند.

آنچه ما دریافتیم این است که مدارهای پایدار در منطقه قابل سکونت ستاره اولیه امکان پذیر است. ممکن است انتظار داشته باشید که ستاره دوم این مدارها را مختل کند، اما لزوما این اتفاق نمی افتد.

کین: این نیز یکی از نزدیکترین منظومه های ستاره ای به ما است. این از دوران باستان شناخته شده است، اما چیزی که تقریبا شناخته نشده است، دقیقا نحوه چرخش این دو ستاره به دور یکدیگر است. اکنون که تصویر بسیار بهتری از آن حرکات داریم، می‌توانیم یک مدل بر روی کامپیوتر بسازیم و ببینیم در سناریوهای مختلف چه اتفاقی می‌افتد.

ما از شبیه‌سازی‌هایی استفاده می‌کنیم که فعل و انفعالات گرانشی بین اجسام متعدد، از اجرام به بزرگی ستاره‌ها تا اجرام کوچکی به اندازه سیارات را مدل‌سازی می‌کنند.

شما با معماری موجود، در این مورد، دو ستاره شروع می کنید و سپس یک سیاره آزمایشی را به سیستم تزریق می کنید. ما یک سیاره به جرم زمین را در فواصل مختلف از ستاره اولیه قرار دادیم و آنچه را که برای آن اتفاق افتاد دنبال کردیم.

آیا در مداری پایدار باقی می ماند؟ آیا به ستاره می افتد؟ آیا در نهایت از سیستم خارج می شود؟

شما می توانید مدار زمین را تقریبا دایره ای در نظر بگیرید. مدار یک سیاره ناپایدار می تواند به طور فزاینده ای کشیده شود تا زمانی که در نهایت سیاره اساسا از منظومه پرتاب شود. با تکرار شبیه‌سازی در مکان‌های مختلف، می‌توانیم مناطقی را شناسایی کنیم که سیاره‌ای به اندازه زمین می‌تواند پایدار بماند.

کین: منظومه شمسی ما، با تنها یک ستاره، در واقع تا حدودی غیرعادی است. بسیاری از ستاره ها همراهان ستاره ای دارند. این بدان معناست که وقتی سیاره‌هایی را در اطراف ستاره‌های دیگر جستجو می‌کنیم، باید با اثرات گرانشی یک ستاره اضافی مقابله کنیم.

ممکن است تصور کنید که آن ستاره دوم مانند یک توپ ویران کننده از آن عبور می کند و زندگی سیاره ای به اندازه زمین را در منطقه قابل سکونت غیرممکن می کند. اما این شبیه سازی ها نشان می دهد که لزوما اینطور نیست.

وقتی مردم به یافتن زمین دیگری فکر می کنند، اغلب چیزی شبیه منظومه شمسی خودمان را تصور می کنند. اما اگر از چند دهه گذشته اکتشافات سیارات فراخورشیدی چیزی آموخته باشیم، این است که دیگر منظومه های سیاره ای نمی توانند هیچ شباهتی به سیاره های ما داشته باشند. داشتن خورشید دوم ممکن است عجیب به نظر برسد، اما ما باید دنیاهایی را در نظر بگیریم که بدون اینکه لزوما شبیه همسایگی زمین باشند، قابل سکونت باشند.

یکی از دلایل اهمیت این نوع کار این است که گام های زیادی وجود دارد که می توانیم قبل از رصد مستقیم یک سیاره برداریم. ابتدا می توانیم بپرسیم: آیا این سیستم حتی قادر به میزبانی یک سیاره بالقوه قابل سکونت است؟

این نوع بررسی دینامیکی می‌تواند برای رصدخانه جهان‌های قابل سکونت مفید باشد، مأموریت ناسا که برای دهه 2040 برنامه‌ریزی شده است و هدف آن کمک به جستجوی جهان‌های بالقوه قابل سکونت است. بسیاری از سیستم های باینری دیگر وجود دارند که می توانند از این نوع تجزیه و تحلیل سود ببرند، زیرا دانشمندان شروع به بررسی اهداف احتمالی می کنند.

کین: ما همچنین کارهای بیشتری روی این سیستم خاص داریم. هنوز هیچ سیاره تایید شده ای در آنجا وجود ندارد، اما اکنون می دانیم که سیاره ای به اندازه زمین می تواند به طور بالقوه مداری پایدار در منطقه قابل سکونت داشته باشد.

چه کسی می داند؟ ما در واقع ممکن است سیاره ای به اندازه زمین را در منطقه قابل سکونت کشف کنیم که Skylar پیش بینی کرده است که حتی قبل از پرتاب رصدخانه جهان های قابل سکونت در آنجا وجود دارد.

Yiting Li و همکاران، قرنی از سرعت شعاعی و مانیتورینگ نجومی 70 Oph AB: داده‌های جدید PFS و محدودیت‌های احتمالی همراهان سیاره‌ای*، مجله Astrophysical (2026). DOI: 10.3847/1538-4357/ae9f52

ارائه شده توسط دانشگاه کالیفرنیا - ریورساید

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →