پس از یک قرن تلاش، بالاخره چهار سیاره فراخورشیدی کوچک نزدیک به زمین کشف شد
اخترشناسان سرانجام پس از یک قرن جستجو، چهار سیاره فراخورشیدی کوچکتر از زمین را کشف کرده‌اند که به دور ستاره برنارد، نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای تک‌ستاره‌ای به زمین، می‌چرخند. این سیاره‌ها حدود ۲۰ تا ۳۰ درصد جرم زمین را دارند که در مدارهای بسیار نزدیکی به دور ستاره خود، هر چند روز یکبار به دور آن می‌چرخند.
دانشمندان سیاره‌هایی را با استفاده از ابزار بسیار دقیق مارون‌ایکس (MAROON-X) در تلسکوپ تلسکوپ جمنی نورت (Gemini North) و روش سرعت شعاعی کشف کردند؛ این کشف یک نقطه عطف در شناسایی سیاره‌های کوچکتر از زمین هستند که تاکنون کشف شده‌اند.
ماموریت کپلر (Kepler) برای جستجوی سیاره‌های هم اندازه زمین در منطقه قابل سکونت ستاره‌های خورشید مانند بهینه شده است. با تجزیه و تحلیل طیف وسیع‌تری از ویژگی‌های سیاره‌ای و ستاره‌ای، این رویکرد بدون نظارت، ناهنجاری‌ها یا سیاره‌های قابل سکونت نادر را در مجموعه داده‌های وسیع شناسایی می‌کند.
نزدیک‌ترین منظومه تک ستاره‌ای به زمین
جالب است بدانید یکی از این ۴ سیاره فراخورشیدی، کم‌جرم‌ترین سیاره فراخورشیدی است که به روش سرعت شعاعی کشف شده و حالا می‌تواند معیاری برای یافتن سیاره‌های کوچکتر اطراف ستارگان نزدیک به زمین قرار داد.
بیشتر سیاره‌های فراخورشیدی با استفاده از روش‌های سرعت شعاعی و عبوری کشف شده‌اند. تا به امروز، ۷۵ درصد از سیاره‌های فراخورشیدی شناخته شده با استفاده از روش عبوری کشف شده‌اند. تعداد بسیار کمی از سیاره‌های فراخورشیدی که تا ژانویه۲۰۲۴ گزارش شده‌اند، مستقیما مشاهده شده‌اند.
ستاره بارنارد (Barnard) حدود یک قرن پیش در سال ۱۹۱۶ توسط E. E. Barnard در رصدخانه یرکس (Yerkes Observatory) شناسایی شد و حالا می‌دانیم نزدیک‌ترین منظومه تک‌ستاره‌ای به زمین است. در حالی که نزدیک‌ترین سیستم ستاره‌ای به زمین، پروکسیما قنطورس (Proxima Centauri) است که دارای سه ستاره است که به دور یکدیگر می‌چرخند، اما برنارد نزدیک‌ترین منظومه تک ستاره‌ای به زمین است.
از آن زمان تاکنون، دانشمندان بسیاری تلاش کردند سیاره‌های فراخورشیدی را که دور این ستاره می‌چرخد، کشف کنند. ستاره بارنارد ستاره‌ای از نوع کوتوله سرخ است که اغلب میزبان منظومه‌های سیاره‌ای فشرده با سیاره‌های سنگی است. از آنجایی که کوتوله‌های سرخ رایج‌ترین نوع ستاره در جهان هستند، درک سیاره‌هایی که به دور آن‌ها می‌چرخند یک شاخه اساسی از مطالعات اختر فیزیکدانان است.
در این مطالعه که به رهبری جیکوب بین (Jacob Bean)، از دانشگاه شیکاگو (University of Chicago)، انجام شد، دانشمندان تیم ابزار MAROON-X را توسعه دادند؛ ابزاری بسیار حساسی که مخصوص تشخیص و شناسایی سیاره‌های دور در اطراف ستاره‌های کوتوله سرخ طراحی شد. MAROON-X روی تلسکوپ جمنی نورت نصب شد تا توانایی آن را برای شناسایی سیاره‌های فراخورشیدی کوچک افزایش دهد.
این ابزار از روش سرعت شعاعی برای یافتن سیاره‌های فراخورشیدی استفاده می‌کند؛ این روش تغییرات جزیٔی در حرکت ستاره را که به‌دلیل نیروی گرانشی سیاره‌های یا ستاره اطراف آن ایجاد می‌شود، شناسایی می‌کند. هنگامی که سیاره‌ای دور ستاره‌ای می‌چرخد، نیروی گرانشی آن باعث می‌شود ستاره کمی به جلو و عقب حرکت کند.
این حرکت در طول موج نور ستاره تغییرات جزئی ایجاد می‌کند. MAROON-X آن‌قدر دقیق است که می‌تواند این تغییرات ظریف را برای تعیین تعداد و جرم سیاره‌های تاثیرگذار بر ستاره اندازه‌گیری کند و به اخترشناسان اجازه دهد وجود آن‌ها را با دقت قابل‌توجهی تایید کنند.
شواهد جدیدی مبنی بر وجود چهار سیاره کوچک در حال چرخش به دور ستاره برنارد وجود دارد. تیم تحقیقاتی پس از کالیبراسیون دقیق و تجزیه و تحلیل داده‌های به دست آمده طی ۱۱۲ شب رصد در یک دوره سه ساله، شواهد محکمی مبنی بر وجود سه سیاره فراخورشیدی در حال چرخش به دور ستاره برنارد وجود دارد.
این تیم همچنین داده‌های مارون‌ایکس را با داده‌های پژوهشی که سال ۲۰۲۴ با ابزار ESPRESSO در رصدخانه جنوبی اروپا (European Southern Observatory) در شیلی انجام شد، ترکیب کرد تا وجود سیاره چهارم را تایید و ۲ مورد نامزد را ثبت کند.
سیاره‌های فراخورشیدی تازه کشف شده به احتمال زیاد سیاره‌های سنگی‌اند؛ نه سیاره‌های گازی مانند مشتری، اما تعیین این موضوع با قطعیت دشوار است؛ زیرا زاویه‌ای که ما آن‌ها را از زمین مشاهده می‌کنیم، برای تعیین جنس آن‌ها چندان مناسب نیست. بیشتر سیاره‌های فراخورشیدی سنگی که تاکنون کشف شده‌اند، بسیار بزرگ‌تر از زمین بوده‌اند.
با کشف سیاره‌های فراخورشیدی کوچکتر از زمین، می‌توان اطلاعات بیشتری درباره چگونگی شکل‌گیری این سیاره‌های و آنچه آن‌ها را احتمالا قابل‌سکونت می‌کند، به دست آورد.