المپیاد نجوم


آغاز به کار رسمی تلسکوپ TESS بزرگترین شکارچی سیارات فراخورشیدی

بی‌شک یکی از جذاب‌ترین حوزه‌های حال حاضر لمپیاد نجوم، سیارات فراخورشیدی است. تلسکوپی چون کپلر، بیشترین نقش را در افزایش دانش بشر از این جهان‌های بیگانه داشته است. اکنون تلسکوپ TESS با آغاز کار رسمی خود جایگزینی قوی‌تر برای کپلر خواهد بود. TESS می‌تواند حامل خبرهای بسیار هیجان‌انگیزی از کشف دنیاهای جدید باشد.

چهار ماه پیش ناسا توسط موشک فالکون ۹ اسپیس ایکس، تلسکوپ TESS را به فضا پرتاب کرد. اما کمتر از یک ماه پیش بود که این تلسکوپ به نقطه مداری مناسب خود رسید. مداری بسیار بیضوی که بین زمین و ماه قرار گرفته است. اکنون تلسکوپ TESS یا (Transiting Exoplanet Survey Satellite) مشغول اسکن‌کردن ۸۵ درصد از آسمان است تا سیارات فراخورشیدی خاکی و زمین‌مانند را در سامانه‌های ستاره‌ای دوردست کشف کند. اما در مقیاس‌های آسمانی، این فواصل جزو فاصله‌های نزدیک به شمار می‌آیند. ستاره‌هایی که ده‌ها یا صدها سال نوری از زمین فاصله داشته و نورشان به طور متناوب کم و زیاد می‌شود.

تلسکوپ TESS برای دو سال آینده مشغول به کار خواهد بود و در این مدت بیش از ۲۰۰ هزار ستاره را بررسی خواهد کرد. اواین داده‌های این شکارچی سیارات، به زمین مخابره شده و پس از این هر چند مدت تصاویر و داده‌های ثبت‌شده به زمین ارسال می‌شود. هر ۱۳.۷ روز یک بار، تلسکوپ TESS در مدار خود گردش می‌کند و زمانی که کمتری فاصله را با زمین داد، بهترین موقع برای ارسال داده‌های آن محسوب می‌شود. فرآیند ارسال نیز حدود ۱۶ ساعت طول خواهد کشید.

تعداد سیارات موجود در کیهان، بیشتر از ستاره‌ها است و تنها محدودیت‌های ابزاری باعث شده که هنوز تعداد سیارات کشف‌شده از چند هزار عبور نکند. تلسکوپ TESS می‌تواند نقش مهمی در این زمینه ایفا کند و ده‌ها سیاره زمین‌مانند را در سال‌های آینده کشف کند.

تلسکوپ TESS قوی‌ترین ابزار جستجوی سیارات زمین‌مانند

از جهات بسیاری TESS را می‌توان ادامه‌دهنده راه تلسکوپ کپلر دانست. تلسکوپی که در سال ۲۰۰۹ به فضا پرتاب شد و به مدت سه سال به گوشه‌ای کوچک از آسمان چشم دوخته بود. کپلر می‌توانست کوچکترین تغییرات نوری در ستاره‌های این بخش را ثبت کند. تغییراتی که می‌توانست نشان‌دهنده گذر یک سیاره فراخورشیدی از برابر قرص ستاره‌ای خود باشد.

کپلر توانست تا بیش از ۴۰۰۰ سیاره را در همین ناحیه کوچک کشف کند. کشف این تعداد سیاره به دانشمندان این پیام را می‌رساند که در کهکشان راه شیری ما بیش از دو میلیارد سیاره می‌تواند وجود داشته باشد. یعنی به ازای هر ستاره حدود ده سیاره خواهیم داشت.

در میان یافته‌های کپلر، حدود ۵۰ سیاره خاکی زمین‌‌مانند نیز وجود دارد. این پروژه که با تغییر کاربری، هنوز هم با نام K2 در حال تلاش برای کشف سیارات فراخورشیدی است، به زودی با اتمام سوختش به کار خود پایان خواهد داد. اکنون با آغاز به کار TESS، دانشمندان حوزه سیارات فراخورشیدی بلافاصله با داده‌های این تلسکوپ روبرو خواهند بود. تلسکوپی که قدرتمندتر از کپلر، در مسیر کشف دنیاهای ناشناخته گام برمی‌دارد.

مقایسه محدوده رصد تلسکوپ کپلر و TESS

با وجود شباهت در روش کار کپلر و TESS، در شیوه نگاه این دو تلسکوپ به آسمان تفاوت زیادی وجود دارد. هر دوی آنها با خیره‌شدن به ستارگان، دنبال افت نوری متناوب در منحنی نوری هر ستاره هستند. اما نگاه کپلر مانند شلیک یک گلوله و نگاه TESS همانند منفجر شدن یک بمب کوچک است.

کپلر ناحیه کوچکی از آسمان را تا اعماق بسیاری جستجو می‌کرد. اما TESS هر ۲۷ روز ناحیه جدیدی از آسمان را رصد می‌کند. چهار دوربین نصب‌شده بر این تلسکوپ، بیش از ۲۰۰ هزار ستاره را مورد مطالعه قرار می‌ دهند. حدود ۳۳ درصد بیش از ستاره‌های رصدشده با کپلر، با مساحتی ۳۵۰ برابر مساحتی که کپلر به آن می‌نگریست. عمق نگاه TESS هم ۱۵ برابر کمتر از تلسکوپ کپلر است.

تلسکوپ TESS به طور متناوب بخش‌های مختلف آسمان را رصد می‌کند

یافتن کاندیدهای سیاره‌ای اولین گام از روند طولانی و پیچیده اعلام کشف یک سیاره است. پس از اعلام کاندیداتوری یک سیاره، باید مطمئن شد که این به ظاهر سیاره، واقعا سیاره است. چرا که عوامل دیگری چون منظومه‌های ستاره‌ای دوتایی می‌توانند طوری وانمود کنند که گذر یک سیاره اتفاق افتاده است.

اما پس از تایید یک سیاره، رصدهای بعدی آن نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. از رصدهایی با تلسکوپ‌های زمینی گرفته برای محاسبه جرم و در نهایت چگالی سیاره، تا رصدی که با تلسکوپ جیمز وب می‌تواند انجام شود تا اطلاعاتی از ساختار جو سیاره مورد نظر به دست آید.

کشف حیات بیگانه توسط تلسکوپ TESS

کاتالوگ جدید تلسکوپ TESS از سیارات زمین‌مانند، اهداف زیادی را برای مطالعه بیشتر توسط تلسکوپ جیمز وب فراهم خواهد کرد. تلسکوپی که می‌تواند حتی نور بازتابی از جو سیارات فراخورشیدی را مطالعه کند تا از طریق آن به نشانه‌های غیرمستقیم از حیات بیگانه دست یابد.

مطالعه جو سیارات فراخورشیدی از زمین نیز ممکن خواهد بود. تلسکوپ GMT یا تلسکوپ غول‌پیکر ماژلان که یکی از دو تلسکوپ بسیار بزرگ در حال ساخت است، چنین قدرتی را در آینده نزدیک خواهد داشت.

با آغاز به کار GMT در سال ۲۰۲۳، دانشمندان در انتظار مشاهده جزییاتی چهار برابر دقیق‌تر از تلسکوپ جیمز وب خواهند بود. جزییاتی که از زمان کشف اولین سیاره فراخورشیدی در سال ۱۹۹۲ انتطارش را می‌کشیدند.

هر ستاره دارای طیف منحصر به فرد خود است. طیف ستاره به مجموعه‌ای از نورهای رسیده از آن در طول موج‌های مختلف نامیده می‌شود. عناصر سازنده ستاره طول موج‌های مختلفی را جذب و بازتابش می‌کنند و به این ترتیب حضور خود را در لایه‌های مختلف ستاره ابراز می‌کنند. حال اگر سیاره‌ای از جلوی این ستاره عبور کند، بخشی از نورهای ساطع‌شده از ستاره، از میان جو سیاره مورد نظر نیز عبور خواهند کرد. حال عناصر موجود در جو سیاره‌اند که فرصت ابراز وجود خواهند یافت. اگر قدرت تلسکوپ به حد کافی بالا باشد، (همانطور که در مورد GMT چنین است) می‌توان اثر انگشت عناصر شکل دهنده جو سیاره را در نور ستاره مشاهده کرد.

تصویری شبیه‌سازی‌شده از هفت آینه بزرگ نصب شده بر تلسکوپ غول‌پیکر GMT

به طور مثال اگر در جو سیاره‌ای ترکیبی از اکسیژن و متان وجود داشته باشد، همانطور که در جو زمین شاهد آن هستیم، شاهد نشانه‌ای از وجود حیات بر سطح آن سیاره هستیم.

تلسکوپ‌هایی چون GMT قادرند تا ترکیب سیستم‌های آب و هوایی موجود بر سطح دورترین سیارات فراخورشیدی را مشخص کنند. در فضا نیز اگر خوش‌شانس باشیم، روزی فرا خواهد رسید که فضاپیماهای سریع‌السیری را به سوی این سیارات بیگانه روانه کنیم. سیاراتی که شانس بیشتری برای شکل‌دادن به نوعی از حیات را دارا باشند، قطعا در اولویت خواهند بود.

درباره : نجومی