در جست و جوي سياره گمشده

ستاره شناسان جست و جوي 400 ساله خود را براي يافتن سياره، سيارک، بقاياي اجسام آسماني يا هر چيز ديگري در ناشناخته ترين سرزمين منظومه شمسي با سرعت بيشتري از سر گرفته اند
 

هروقت به پيراهن اکليلي آسمان شب خيره مي شويم با ستاره ها حرف مي زنيم. ستارها چه قشنگ چشمک مي زنند! اين ستاره هاي خاموشي که هر شب در آسمان مي بينيم، داستان گذشتگان را روايت مي کنند. ستاره هايي که ميليون ها سال نوري با ما فاصله دارند. اما نزديک ترين ستاره به خانه ما، خورشيد است؛ ستاره اي که در مرکز منظومه شمسي قرار گرفته و يک دو جين سياره، ميليون ها سيارک، کرور کرور ستاره دنباله دار و بي شمار جسم آسماني ديگر به دور آن مي گردند. منظومه شمسي، سرزمين پرهياهو و شلوغي است که حتي با يک تلسکوپ آماتور هم به سختي مي تواند در آن جاي خالي پيدا کرد. با اين حال مکاني مرموز و ناشناخته در منظومه شمسي هست که گرچه مي تواند هزاران جسم آسماني را در خود جاي دهد اما ظاهراً خالي از هرگونه جسم خارجي است.
اين فضاي اسرار آميز که خيلي هم از ما دور نيست، در درون مدار سياره تير قرار گرفته؛ يعني نزديک ترين سياره به خورشيد، جاي خيلي تاريکي نيست که نتوان آن را ديد. برعکس خورشيد در همان نزديکي با شدت وحشيانه اي زبانه مي کشد و پرتوهاي سوزان خود را به اطراف مي افشاند. از اين گذشته اين فضاي ناشناخته اصلا کوچک نيست و ميليون ها کيلومتر وسعت دارد. ولي هنوز هيچ سياره، سيارک و چيز ديگري آنجا پيدا نشده. بعضي از اخترشناسان معتقدند اين مکان ناشناخته قطعاً خالي از اجرام کيهاني نيست. اجسامي که در روزهاي اول تولد منظومه شمسي در آن محيط داخلي به وجود آمدند، احتمالا هنوز هم آنجا هستند. شايد سيارک و ستاره هاي دنباله دار با نيروي گرانش سيارات به داخل اين فضا کشيده شده و براي هميشه در دام جاذبه پر حرارت خورشيد افتاده باشند. جديدترين عکس هاي رسيده از تير نشان مي دهد پوسته و سطح اين سياره کوچک چگونه مورد حمله بي رحمانه شهاب سنگ ها و ديگر اجسام آسماني قرار گرفته. اين يعني در گذشته بين تير و خورشيد مملو از اجسامي کيهاني بوده که احتمالا هنوز هم آنجا هستند اما براي ما نامرئي اند. به علاوه بررسي اين محوطه، خيلي سخت تر از آن چيزي است که بتوان فکرش را کرد. هر تلاشي تاکنون با شکست مواجه شده. در نتيجه اين ناحيه اسرار آميز به اندازه اي مورد بررسي قرار نگرفته تا بتوان با اطمينان گفت هيچ چيز آنجا نيست.

در جست و جوي شکار
 

جست و جو براي يافتن سياره اي نزديک تر از تير به خورشيد به 400 سال پيش برمي گردد. يعني تقريباً همزمان با اختراع تلسکوپ، در سال 1611 ستاره شناس آلماني کريستوف شاينر، نيمرخ شيئي را در قرص خورشيد مشاهده کرد. او تصور مي کرد سياره هفتم را کشف کرده است. در آن زمان هنوز اورانوس و نپتون رصد نشده بودند. بعداً مشخص شد اين نيمرخ مرموز يک لکه خورشيدي بوده. چنين اشتباهاتي بارها در تاريخ ستاره شناسي تکرار شده اند. در دهه 1850 رياضيدان فرانسوي، اوربان لووريه اعلام کرد که گردش تير تحت تأثير يک سياره ديگر قرار دارد. محاسبات او نشان مي داد که مدار تير به کندي اما به طور مداوم از مسير خود منحرف مي شود. تنها توجيه قابل قبول براي چنين فرضيه اي، تصور يک سياره ديگر در کنار تير بود. سياره ناشناخته اي که احتمالا کوچک تر از تير و نزديک تر به خورشيد است. ستاره شناسان زيادي جست و جو را با آخرين امکانات دوران خود ادامه دادند. آنها حتي براي سياره اي که هنوز پيدا نشده بود اسم انتخاب کردند و ولکان، نام خداي آتش نزد روميان را براي آن کنار گذاشتند. هرچه باشد سطح اين سياره آن قدر داغ و سوزان است که قلع و روي را به راحتي ذوب مي کند. با گذشت زمان، تلسکوپ ها پيشرفته تر شدند و حالا مي توانستند اجسام کوچک تر و نامشخص را بهتر نشان دهند. اگر سياره يا شبه سياره اي به بزرگي چند صد کيلومتر در نزديکي مدار تير وجود داشت، بايد در اوايل قرن بيستم رصد مي شد. رصد کردن آسمان در نزديکي خورشيد کار سختي است اما يک سياره قطعاً نمي تواند خودش را از ديد تلسکوپ هاي ما پنهان کند. کم کم فرضيه وجود ولکان داشت بي اعتبار مي شد که آلبرت اينشتين براي هميشه اين مساله را حل کرد. البته اين فقط ظاهر ماجرا بود.

معماي ناتمام
 

اوربان لووريه براي تجزيه و تحليل مدار تير به فرمول هاي گرانش آيزاک نيوتن اتکا کرده بود. او با تمام هوش و ذکاوتي که داشت نمي دانست نيروي گرانش، گهگاهي از قوانين ديگري پيروي مي کند. اين قوانين سال ها ناشناخته بودند تا اينکه آلبرت اينشتين در سال 1915 تئوري عمومي نسبيت را مطرح کرد. اين تئوري نحوه گردش سياره تير به دور خورشيد را توجيه مي کرد. اينشتين با محاسبات خود نشان داد تئوري نسبيت چگونه تغييرات گردش تير را توضيح مي دهد. حالا ديگر نيازي به ولکان براي اثبات تغييرات اين سياره نبود و داستان بايد همين جا ختم به خير مي شد اما اينطور نشد.
احتمال اينکه شايد سياره اي با قابليت حيات در اين نواحي باشد، دليلي کافي بود تا فرضيه اينشتين بعضي از اخترشناسان را قانع نکند، مشکل اين بود که ستاره شناسان به چيزهاي خيلي بزرگي فکر مي کردند. شايد بهتر بود دنبال دسته اي از ولکان هاي کوچک بگردند! براي جست و جوي دوباره، نواحي احتمالي مشخص شدند. يک سياره به راحتي قابل رويت است اما اجسام کوچک تر مي توانند در اشعه تند و تيز خورشيد پنهان شوند و هر چيزي که در نزديکي سطح خورشيد حرکت کند، احتمالاً تا حالا بخار شده است. دقيقا مثل غنچه گل سرخي که نزديک شعله سوزان شمع تاب نمي آورد. از طرف ديگر هر سياره اي که در نزديکي سطح تير گردش کند، در دام نيروي گرانش اين سياره مي افتد. طي ميليون ها سال تير مي توانسته هر چيزي را به سمت خود بکشد يا با گرفتن نيروي شبه سياره، آن را به سمت خورشيد بفرستد. اين محدوديت ها باعث مشخص شدن يک حلقه فرضي بين تير و خورشيد براي ستاره شناسان شد. حلقه اي فرضي که از 10/5 ميليون کيلومتري خورشيد آغاز مي شود و تا 30 ميليون کيلومتر دورتر از آن ادامه پيدا مي کند. سياره اي که در اين محدوده باشد مي تواند ميلياردها سال دوام بياورد. البته فقط گردش سياره در اين ناحيه، بقاي آن را تضمين نمي کند، بلکه اندازه آن نيزمهم است. اگر ولکان گمشده ما خيلي کوچک باشد به آساني تحت تأثير بادهاي خورشيدي قرار مي گيرد و جابه جا مي شود. مانند پرقويي که در مقابل باد قرار گرفته باشد. حتي نور خورشيد نيز بر اجسام نيرو وارد مي کند و هر چيزي کوچک تر از چند صدمتر حتماً تا حالا از آن منطقه به بيرون رانده شده است.
در مقابل خيلي هم نبايد بزرگ باشد، چرا که در اين صورت از زمين قابل مشاهده بود و اين همه جار و جنجال به پا نمي کرد. اين شرايط خاص در اواسط قرن بيستم براي سياره گمشده مشخص شد و ستاره شناسان را به جست و جوي دوباره ترغيب کرد. آنچه پيدا کردن ولکان را سخت مي کند اين است که احتمالاً مدار گردش آن خيلي نزديک به خورشيد است و يک جسم آسماني به راحتي مي تواند در نور خورشيد پنهان شود. تنها اميد ستاره شناسان به ديدن سياره قبل از طلوع خورشيد يا بعد از غروب است، يعني وقتي که خورشيد کمي پايين تر از افق قرار دارد و سياره کمي بالاتر از آن است. ستاره شناسان حداکثر چند دقيقه فرصت دارند تا سياره فرضي را کشف کنند و اين، کار را سخت مي کند. علاوه بر اين آسمان به اندازه اي روشن است که سياره در گرگ و ميش هوا کم مي شود. گرد و غبار موجود در هوا نيز به محو شدن آن کمک مي کند. حتي تلاش هاي انجام شده هنگام خورشيد گرفتگي کامل نيز به نتيجه نرسيده اند. جست و جو براي پيدا کردن سياره اي که شايد اصلا وجود نداشته باشد، کاري طاقت فرسا است اما هنوز افرادي هستند که با علاقه براي يافتن آن تلاش مي کنند. استرن به همراه همکارش دن دوردا، در انستيتوي تحقيقاتي ساوت وست بيشتر از 10 سال است که به دقت برهوت سوزان بين تير و خورشيد را رصد مي کنند؛ کاري که هيچ کدام فکر نمي کردند اين قدر طولاني شود، اما هدف مشخص است؛ پيدا کردن ولکان يا رد احتمال وجود آن با توجه به دشواري هايي که اتمسفر زمين در رصد فضا به وجود مي آورد، استرن و دن دوردا راه تازه اي براي يافتن سياره گمشده انتخاب کردند. آنها تصميم گرفتند به بالاتر از جو زمين بروند و از آنجا به دنبال ولکان بگردند. آنها در سال 2002 با ساخت دوربيني مخصوص و نصب آن روي يک جت اف 18 که در 49 هزار پايي پرواز مي کرد، ايده خود را آزمايش کردند. اما متاسفانه آسمان در آن ارتفاع به قدري روشن بود که امکان رصد وجود نداشت. گزينه بعدي استفاده از فضاپيماهايي بود که در مدار زمين گردش مي کنند. اما رصد سياره ها از ارتفاع 480 کيلومتري سطح زمين نيز همچنان غيرممکن است. شاتل ها با سرعت پنج مايل بر ساعت به دور زمين مي گردند و براي شکار ولکان فقط چند ثانيه زمان در اختيار دارند. اختصاص فضاپيمايي براي پيدا کردن ولکان نيز هزينه هنگفتي در بردارد.
در اين مرحله، از کاوشگرهاي فضايي تخصصي که خارج از مدار زمين حرکت مي کنند استفاده شد. ناسا در فوريه 2010 سفينه فضايي SOD با نام رصدخانه ديناميک خورشيدي را به فضا فرستاد. اين فضاپيما که براي رصد کردن فعاليت هاي مغناطيسي خورشيد به فضا پرتاب شد، مي تواند اجسام نزديک به خورشيد را شناسايي کند.
کاوش هاي اوليه نيز انجام شدند اما باز هم چيزي پيدا نشد. يکي از فعاليت هاي فضاپيماي مسنجر که مارس امسال به مدار تير فرستاده شد نيز در جست و جو براي يافتن ولکان است. رصدخانه فضايي بعدي، استريو است که براي بررسي فوران هاي خورشيدي به فضا پرتاب شده، اين رصدخانه فضايي شامل دو ماهواره است که يکي در پشت زمين و ديگري در جلوي زمين و روبه خورشيد قرار دارد. اين فضاپيما با بررسي فضاي اطراف خورشيد، اثرات عظيم فوران هاي خورشيدي را ثبت مي کند و سکوي خوبي براي دنبال کردن ولکان هاي بالقوه خواهد بود. استرن و دن دوردا معتقدند اين ماهواره هاي دوقلو مي توانند اجسامي با قطر بين 2/4 و6/4 کيلومتر را شناسايي کنند، اما اين بررسي ها هنوز به جايي نرسيده است.

موشک هاي زير مداري به کمک مي آيند
 

وقتي هواپيماها خيلي کند هستند و ماهواره ها با سرعت حرکت مي کنند، پرواز با موشک هاي زير مداري بهترين گزينه است. در چند سال آينده شرکت هاي خصوصي براي جابه جايي مسافران از نوعي وسيله نقليه پروازي استفاده مي کنند که مي تواند تا 60 مايلي ارتفاع زمين ارتفاع بگيرد. مسافراني که توانايي پرداخت هزينه آن را داشته باشند، در طول سفر قوس زمين و آسمان هاي سياه رنگ را خواهند ديد و پس از سه دقيقه تجربه بي وزني به زمين خواهند نشست.
چنين پروازي براي شکار ولکان تقريبا عالي خواهد بود. آسمان در آن ارتفاع به اندازه اي تاريک است که به راحتي مي توان اجسام کوچک موجود در آن ناحيه را شناسايي کرد. شايد سه دقيقه فرصت کمي باشد اما براي يک دوربين حساس زماني کافي است. ظاهراً اين گزينه خيلي بهتر از کاوشگر مسنجر، دوقلوهاي استريو و سفينه فضايي SOD باشد. اما هر بليت براي پرواز با اين وسيله نقليه دويست هزار دلار آب خواهد خورد. با اين حال استرن و دوردا مصمم به ادامه فعاليت هايشان هستند. آنها بليت پرواز را در جيب دارند و در اين سفر دوربين مخصوص عکس برداري را با خود به انتهاي آسمان خواهند برد. اين دوربين مي توانديک سوم منطقه فرضي را جست و جو و اگر خوش شانس باشد و چيزي پيدا کند، سوالات سياره آنجاست؟ مدار آنها چقدر به خورشيد نزديک است؟ اندازه آنها چقدر است؟
يک سوال بي پاسخ ديگر باقي مانده ،اينکه ستاره شناساني مثل استرن و دن دودوردا بعد از حل شدن معماي ولکان توسط اينشتين همچنان به جست و جو مي پردازند؟ آنها مي گويند:«هيچ کس دوست ندارد دنبال چيزي بگردد که نيست!» اما منظومه شمسي قبلاً هم ما را غافلگير کرده است. در گذشته تصور بر اين بود که بين مريخ و مشتري هيچ جسمي وجود ندارد، تا اينکه جوزپه پياتسي در 1801، سرس (Ceres) اولين سيارک را در تاريخ ستاره شناسي به ثبت رساند و حالا مشخص شده که ميليون ها جرم آسماني در اين محدوده قرار دارند. ستاره هاي دنباله داري که در پشت نپتون مي گردند تا دهه 1990 فقط روي کاغذ و در تئوري هاي محض وجود داشتند. حالا مشخص شده که آنها کمربند کويپر را تشکيل داده اند و تعدادشان احتمالا به ميليون ها عدد نيز مي رسد. اين اکتشافات بزرگ کمک زيادي به آشکار شدن چگونگي پيدايش منظومه شمسي کردند. کنجکاوي دانشمندان را هم بايد به اين موضوع اضافه کنيم. نبود شواهد براي وجود ولکان به معني نبود آن نيست.
پيدا نکردن سياره با چيز ديگري در اين فضاي اسرار آميز هم چندان بد نيست و در آشکار کردن اثرات منظومه شمسي به ستاره شناسان کمک مي کند. کشف بزرگي خواهد بود اگر مشخص نبود که در حيات خلوت منظومه شمسي خبري از هيچ جسم آسماني نيست. شايد اثرات خورشيد بر آن ناحيه هنوز براي ما ناشناخته است. چنين اطلاعاتي در پيدا کردن سيارات در منظومه هاي خورشيدي ديگر به ما کمک مي کند.
منبع: نشريه همشهري دانستنيها شماره 35