یه جوش عظیم رو ستاره‌ای که هفت ساله داره عذاب می‌کشه، کشف کردن!

بذارین یه چیزی براتون تعریف کنم که خیلی جالبه! دانشمندا تازگیا تونستن یه چیزی روی یه ستاره کشف کنن که خودشون به شوخی بهش میگن «غول پیکرترین جوش» که تا الان دیدیم، اونم هفت ساله که رو صورت (یعنی سطح) این ستاره مونده و ول کن هم نیست! 😅

داستان چیه؟ قضیه از این قراره که معمولاً سیاره‌هایی که بیرون از منظومه شمسی خودمون هستن، یعنی «exoplanet»ها (ایکسوپلنت یا سیاره فراخورشیدی، سیاره‌هایی که دور ستاره‌هایی غیر از خورشید خودمون می‌گردن)، رو این‌جوری پیدا می‌کنن که وقتی دارن از جلوی ستاره‌شون رد می‌شن، نور ستاره یه ذره کم میشه و تلسکوپ اینو می‌فهمه. به این میگن «روش عبور» یا Transit method. (یعنی دانشمندا کاهش موقتی نور ستاره رو که موقع رد شدن یه سیاره اتفاق می‌افته اندازه می‌گیرن.) بیشتر از ۶۰۰۰ تا از این ایگزوپلنت‌ها رو تا الان با همین روش کشف کردن و ۷۵ درصدشون هم همین جوری پیدا شده‌ن!

حالا موضوع اینست که معمولاً وقتی یه سیاره از جلوی ستاره‌اش رد میشه، نور ستاره با یه افت ساده و منظم کم و زیاد میشه. ولی این یکی فرق داره! یه سیاره دارن که اسمش هست TOI-3884 b (که اسمش یکم شبیه رمز وای‌فای می‌مونه ولی خب!) و این سیاره مثل سیاره نپتون خودمون می‌مونه، فقط ۳۳ برابر زمین جرمه! هرچی فکرشو بکنی!

وقتی که این TOI-3884 b از جلوی ستاره‌اش که یه ستاره کوچیک با اسم TOI-3884 و از نوع M-dwarf هست (M-dwarf یعنی ستاره‌هایی که کوچیک‌تر و سردتر از خورشید خودمون هستن)، رد میشه، به جای یه افت ساده توی نور ستاره، نورش دوتا قله یا فرو رفتگی داره، یعنی نور ستاره دو بار کم و زیاد میشه. این خیلی عجیب بود و دانشمندا رو خیلی کنجکاو کرد.

این کشف رو اول ماهواره TESS ناسا انجام داد که کارش اینه ایگزوپلنت‌ها رو پیدا کنه. ناسا یعنی همون سازمان فضایی معروف. بعدش دانشمندا سال ۲۰۲۲ شروع کردن بررسی بیشتر کردن. اونا گفتن شاید سطح ستاره یکدست نباشه، شاید یه لکه تاریک روش باشه. این لکه رو بهش میگن «starspot» یعنی لکه ستاره‌ای (در واقع همون چیزی که رو خورشید می‌گیم «لکه خورشیدی» یا sunspot، ولی روی ستاره‌های دیگه. این لکه‌ها در واقع ناحیه‌هایی هستن که میدان مغناطیسی پیچیده‌ای دارن و نسبت به بقیه سطح ستاره تاریک‌ترن.)

تیم تحقیق که از دانشگاه هاروارد و MIT بودن (دو تا از دانشگاهای خفن علم تو آمریکا)، هم از داده‌های TESS استفاده کردن، هم یه مدل کامپیوتری درست کردن برای اینکه دقیقا بفهمن داستان این لکه چیه. پیمایشاشون نشون داد این لکه (یا همون جوش ستاره!) شعاعی داره به اندازه ۱۲۲ هزار کیلومتر! یعنی ۷۶ هزار مایل! حالا تصور کن این اندازه یعنی حدود ۷ درصد کل سطح این ستاره رو گرفته! در صورتی که بزرگ‌ترین لکه خورشیدی (روی خورشید خودمون) که تا حالا دیدیم فقط ۰.۳ درصد سطح خورشید رو پوشش می‌داده! یعنی اصلاً قابل مقایسه نیست!

جالبیش اینه که این لکه یا جوش، عمرشم از خورشید خیلی بیشتره! اینو پاتریک تمبورو (Patrick Tamburo) که مسئول اصلی این تحقیق بود میگه. اون میگه: روی خورشید، لکه‌ها نهایت یه چند ماه عمر می‌کنن، ولی این یکی رو ستاره TOI-3884 حداقل هفت ساله که هست و هنوزم مونده! البته خودشون میگن روی بعضی ستاره‌های کوچیک و پرچرخش، لکه‌ای که نزدیک قطب ستاره هست (Polar starspot یعنی لکه‌ای که نزدیک قطب شمال یا جنوب ستاره باشه)، بعضیاشون حتی چند دهه سر جاشون می‌مونن.

دانشمندا با باحال بازی با داده‌های تیلسکوپ و مدل‌سازی کامپیوتری (یه جور آزمایش با اعداد و پارامترها برای پیدا کردن بهترین توضیح) دو تا فرضیه جلوی خودشون گذاشتن:

1. شاید مدت روز ستاره (یعنی زمانی که طول می‌کشه تا ستاره به دور خودش بچرخه) دقیقاً برابر یا مضرب مدت زمانیه که سیاره TOI-3884 b دور ستاره می‌چرخه.
2. یا اینکه این سیاره دور یکی از قطب‌های ستاره می‌چرخه، جایی که یه لکه بزرگ و دائم هست.

بعدش، اومدن با داده‌هایی از رصدخانه Tierras که در آریزوناست، مدت چرخش ستاره رو در سال ۲۰۲۴ و ۲۰۲۵ بررسی کردن. فهمیدن که ستاره هر ۱۱ روز به دور خودش می‌چرخه و سیاره هم هر ۴.۵ روز دوره‌اش رو کامل می‌کنه دور ستاره. این یعنی نسبت این دوتا دوره عدد صحیح نیست، پس فرضیه‌ی اول رد شد.

فرضیه دوم اما گرفته! داده‌ها نشون می‌دن که سیاره TOI-3884 b تقریباً مسیرش عمودی روی خط استوای ستاره است (یعنی تقریبا ۹۰ درجه کج هست). این خیلی باحاله، چون تو منظومه شمسی ما همه سیاره‌ها نهایتش ده درجه با صفحه استوای خورشید فرق دارن، بعد این یکی تقریباً عمودیه! دانشمندا می‌گن یا یه سیاره دیگه یا حتی یه ستاره‌ی دیگه باعث شده که مسیر سیاره این شکلی بشه، یا شاید دیسک موادی که سیاره ازش ساخته شده از اول با صفحه ستاره زاویه داشته.

داستان تازه اینه که چون لکه روی ستاره نزدیک قطبشه (حدود ۸۰ درجه)، این لکه گاهی کامل دیده میشه، گاهی هم نصفه‌نیمه، واسه همین نور ستاره وقت عبور سیاره دو بار افت و خیز داره.

پاتریک تمبورو می‌گه این اولین باره که باتوجه به اثر یه سیاره‌ی عبوری، یه لکه قطبی رو یه ستاره پیدا کردن. تازه مقاله‌ای که درباره این کشف نوشته شده هنوز داوری علمی (peer review) نشده و فعلا روی arXiv که یه جور سایت پیش‌نویس مقالات علمی هست، منتشر شده. (arXiv یعنی آرشیو آنلاین پیش‌نویس مقاله‌های تخصصی.)

در کل، این کشف نشون میده هنوز کلی چیز عجیب غریب درباره ستاره‌ها و سیاره‌ها مونده که باید کشف کنیم و هر بار هم که چیزی پیدا می‌شه، کلی سوال جدید و داستان جالب برامون می‌سازه. خلاصه مراقب جوش‌های ستاره‌ای باشین! 🌠

منبع: +