چگونه سیارات دوردست کشف می‌شوند و دنیای کشف شده، چه قدر کوچک است؟ دو سوال ساده که وقتی در پاسخشان تأمل می‌کنیم، اوج کوچکی بشر و خانه‌ی دوست‌داشتنی‌اش زمین را بیشتر درک می‌کنیم. در ادامه سه روش کشف سیارات خارج منظومه‌ی شمسی را بررسی می‌کنم.

تبلیغات ۷۲۰ در ۹۰

ستاره‌شناسان به کمک تلسکوپ Spitzer Space ناسا و همین‌طور آزمون گرانشی لنسینگ(به اختصار OLGE ) توانسته‌اند سیاره‌ای در فاصله‌ی 13000 سال نوری از زمینمان را کشف کنند. 13000 سال برای نوری که سرعتش 300 هزار کیلومتر در ثانیه (توجه کنید در ثانیه و در در ساعت) است طول می‌کشد که از آن سیاره‌ی دوردست به زمین، خانه‌ی دوست‌داشتنی ما برسد. نام رسمی این سیاره OGLE-2014-BLG-0124L است و یکی از دورترین نقاطی است که انسان از طریق ابزارهای پیشرفته کشف کرده است.

و فقط اجمالاً کشف کرده است! اطلاعات در مورد این سیاره بسیار کم است و فقط می‌دانیم که یک غول گازی است.

هنرمندی از اهالی ناسا تصویری بر اساس دانسته‌ها رسم کرده که حقیقتی جالب را به ما گوشزد می‌کند. قطر کهکشانی که زمین ما در آن سکنی گزیده حدود 100 هزار سال نوری است! و بدین ترتیب ما پس از یافتن 1800 سیاره‌ی خارجی و تخمین اینکه 4600 مورد دیگر هم وجود دارد، فقط بخش کوچکی از کهکشان خودمان را کشف کرده‌ایم. در تصویر زیر منظومه‌ی شمسی به رنگ قهوه‌ای مایل به نارنجی و سیاره‌ی مورد بحث با ذکر نامش مشخص شده است:

دنیای کشف شده تنها بخش کوچکی از کهکشان راه شیری است.

دنیای کشف شده تنها بخش کوچکی از کهکشان راه شیری است.

 

سوال جالبی که در ذهن من و شما شکل گرفته این است که چطور سیاره‌های دوردست دیده می‌شود و فاصله‌ی آنها تخمین زده می‌شود؟ روش‌های مختلفی وجود دارد و تقریباً تمامشان غیرمستقیم هستند. در ادامه به سه روش عمده اشاره می‌کنم.

روش Transit و حرکت سیاره از جلوی ستاره

اولین سیاره‌ی خارج از منظومه‌ی شمسی از طریق تلسکوپی زمینی و چیزی به اسم زمان‌بندی پالسار و سرعت شعاعی کشف شده است. در روش ترنزیت (یا همان ترانزیت مصطلح) از حرکت سیارات به دور ستارگان استفاده می‌شود. وقتی سیاره‌ای در خط فرضی بین زمین و آن ستاره قرار گیرد، شاهد چشمک زدن یا کم‌سو شدن ستاره خواهیم بود. اگر این فرآیند به صورت منظم تکرار شود، به این نتیجه می‌رسیم که آنجا چیزی به اسم سیاره زندگی می‌کند. با دانستن فاصله‌ی زمین تا ستاره‌ی موردنظر و همین‌طور اندازه‌ی سیاره نسبت به ستاره می‌توان ابعاد سیاره و فاصله‌ی آن را تخمین زد.

در تصویر قبلی زاویه‌ دید تلسکوپ فضایی کپلر نمایش داده شده است. سیارات خارجی کشف شده، در زاویه دید کپلر واقع هستند.

مایکرولنسینگ گرانشی و انحنای مسیر حرکت نور

ستاره‌های بزرگ با جرم زیادی که دارند، حتی نور را هم منحرف می‌کنند. درست مثل یک لنز (عدسی) غول‌آسا. برای کشف موقعیت سیارات بسیار دور مثل همان سیاره‌ای که صحبتش را کردیم، می‌توان از همین لنز بزرگ استفاده کرد. اما چطور؟ تصویر زیر یک تماشاکننده به رنگ آبی، یک ستاره دور به عنوان منبع نور و ستاره‌ی دیگری به عنوان لنز در وسط را نمایش می‌دهد:

روش مایکرولنسینگ گرانشی سیاراتی که در تاریکی هستند را هویدا می‌کند.

روش مایکرولنسینگ گرانشی سیاراتی که در تاریکی هستند را هویدا می‌کند.

اگر سیاره در اطراف ستاره‌ای که حکم لنز را دارد، زندگی کند، ما به عنوان بیننده آن را نمی‌بینیم اما بخشی از نور ستاره‌ای که در دوردست قرار گرفته، به ما نمی‌رسد. تفاوت بسیار کم است اما همین تفاوت اندک هم از وجود یک سیاره نشأت می‌گیرد. بنابراین سیارات خارجی زیادی را می‌توان از این طریق کشف کرد.

در حقیقت پرتوی نور همیشه تحت تأثیر اجرام بزرگ آسمانی پیچ و تاب می‌خورد.

نور همواره با عبور از مجاورت اجرام بزرگ، مسیرش را تغییر می‌دهد.

نور همواره با عبور از مجاورت اجرام بزرگ، مسیرش را تغییر می‌دهد.

 دورترین سیاره‌ی کشف شده توسط روش جالب مایکرولنسینگ گرانشی در فاصله‌ی 25000 سال نوری از زمین ما و در نزدیکی مرکز کهکشان راه شیری واقع شده است.

در دو تصویر زیر نمونه‌ی واقعی و شبیه‌سازی شده‌ی مایکرولنسینگ را مشاهده می‌کنید:

مایکرولنسینگ از نگاه تلسکوپ فضایی هابل

مایکرولنسینگ از نگاه تلسکوپ فضایی هابل

شبیه‌سازی عبور یک کهکشان از پشت سیاه‌چاله، پدیده‌ی مایکرولنسینگ

شبیه‌سازی عبور یک کهکشان از پشت سیاه‌چاله، پدیده‌ی مایکرولنسینگ

روش مشاهده‌ی مستقیم و عکاسی

با وجود تمام پیشرفتی که ذهن بشری در صنایع مختلف پدید آورده، روش مشاهده‌ی مستقیم هنوز هم مشکل‌ترین روش است و پس از مدت‌ها تلاش در سال 2008 اولین سیاره‌ی خارج از منظومه‌ی مادری ما به روش مشاهده‌ی مستقیم کشف شده است. سیاراتی که از این روش کشف می‌شوند معمولاً جوان هستند و پرتوی مادون قرمز از خود ساطع می‌کنند. به علاوه باید نور مادون قرمز در میان نور شدید ستارگان اطراف قابل تشخیص باشد!

به نظرتان وقتش نرسیده که انسان دست از تکبر بردارد و کوچکی خودش را بپذیرد؟