جهاني کاملا جديد

در جست و جوي سياراتي بيرون از منظومه خورشيدي
 

جست و جوي سياراتي بيرون از منظومه خورشيدي، که "سيارات دور دست"(1) نيز ناميده مي شوند، زماني بسيار طولاني است که مورد علاقه بشر بوده است.آيا سيارات ديگري مانند زمين وجود دارند؟ يا ما تنها هستيم؟ در گذار از قرن نوزدهم به بيستم، در فرانسه، جايزه گازمن (2) مبلغ 100 هزار فرانک براي نخستين تماس با موجودات فرازميني در نظر گرفته شده بود؛ طبعا در آن زمان عاقلانه بود که براي تماس با موجودات مريخي جايزه اي در نظر نگيرند زيرا تصور مي شد که اين کار خيلي آسان است!
امروزه، نخستين گام دانشمندان براي پاسخگويي به پرسش هاي بالا اين است که به دنبال سياراتي بگردند که در منظومه هايي در اطراف ديگر ستارگان وجود دارند.اما مشکل اينجاست که پيدا کردن چنين سياراتي خيلي سخت است؛ زيرا اگر بيرون به منظومه خورشيدي نگاه کنيم، درخشندگي خورشيد يک ميليارد يا بيشتر از زمين خواهد بود.علاوه بر اين، فاصله سيارات از ستاره اي که به دورش مي گردند [نسبت به فاصله ما تا آنها]بسيار کم است.مانند اين است که سعي کنيم شخصي را که مشعلي روشن به دست دارد، در روز روشن، روي تپه مجاور مشاهده کنيم.به همين دليل، در روش اصلي پيدا کردن سيارات دوردست، که روش سرعت شعاعي نام دارد، ستاره شناسان اصلا سياره را رصد نمي کنند.در عوض، آنان خود ستاره را رصد مي کنند تا ببينند آيا داراي حرکت رفت و برگشتي است يا نه.اگر ستاره اي داراي چنين حرکتي باشد، اين حرکت ممکن است از کشش جاذبه يک سياره در حال چرخش به دور آن ناشي شده باشد.
روش سرعت شعاعي گرچه پردردسر به نظر مي رسد، تا به حال آن چنان موفق بوده که از ميان 271 مورد مشاهده انجام شده با اين روش، در 257 عدد از آنها وجود سيارات دوردست تاييد شده است.محققين به کمک اين روش در ميان سيارات کشف شده، يک سياره تازه متولد شده بنام "هايدرا"(3) مشاهده کرده اند.رصد اين سياره که تنها 10 ميليون سال عمر دارد، موجب شگفتي بسيار زيادي شده است زيرا تا پيش از اين، سياره اي به اين جواني هيچ گاه مشاهده نشده بود.
اين موضوع روشن مي کند که شکل گيري سيارات غول آساي گازي، مانند مشتري و هايدرا، مي تواند بسيار سريع رخ دهد، اما چگونه اند؟ دانشمندان دريافته اند که ستارگان جوان توسط حلقه هايي از غبار و گاز بنام قرص هاي "پيش-سياره اي"(4) احاطه مي شوند.با گذشت زمان، نيروي جاذبه موجب کشش ذرات موجود در اين حلقه ها به سوي يکديگر شده و دانه هاي کوچکي شکل مي گيرند.اين دانه ها به آهستگي به يکديگر مي پيوندند و نطفه سياره را ايجاد مي کنند که "ريز سياره" (5) ناميده مي شود.برخي از اين ريزسيارات بعدا رشد کرده و به سيارات بالغ مبدل مي شوند و آنچه باقي مي ماند نيز اجسامي صخره اي نظير سيارک ها را تشکيل مي دهد.
کل اين روند، "فرضيه سحابي"نام دارد که اولين بار در قرن هيجدهم ارائه شد، هرچند جزئيات دقيق آن هنوز مورد بحث مجامع علمي است و اين جزئيات، همان چيزي است که سياره تازه متولد شده هايدرا، مي تواند در فهم آن به دانشمندان کمک کند.دکتر "مارک وايات" (6)، ستاره شناس دانشگاه کمبريج، در اين مورد چنين توضيح مي دهد:"در اينجا ما براي اولين بار، سياره اي را در ميان قرص مدوري که سياره از آن شکل گرفته، مشاهده مي کنيم.ما چيزهاي زيادي درباره ساختار قرص در نزديکي سياره مي دانيم و اين بدان معني است که مي توانيم تحقيق درباره چگونگي تاثير متقابل يک سياره و قرص آن را آغاز کنيم.اين مسئله مهمي است زيرا تصور مي شود که اين سياره در فاصله 4 واحد نجومي ازستاره خود شکل گرفته (يک واحد نجومي برابر است با فاصله زمين تا خورشيد تا تقريبا 148ميليون کيلومتر)و سپس به دليل اين تاثير متقابل، به مکان فعلي خود در فاصله 4%(چهار صدم)واحد نجومي، نقل مکان کرده است.پيش از مشاهدات اخير، تحقيق درباره تاثير متقابل سياره و قرص، تنها از طريق شبيه سازي رايانه اي امکان پذير بود.
بنابراين، کشف سياره هايدرا، به تاييد حدسيات ديرينه ستاره شناسان کمک مي کند و همان طور که دکتر وايات اشاره دارد:"ما با مشاهدات اين سياره در مکان تولدشان، شانس خيلي بهتري براي درک چگونگي شکل گرفتن آنها داريم.اين کشف به طور کلي تر نشان مي دهد که سيارات را مي توان قرص هاي پيش-سياره اي رديابي کرد و بنابراين مي توانيم انتظار داشته باشيم که در سال آينده نظير اين کشف ها دوباره انجام شود."
پس اگر بخواهيم دنبال سيارات دوردست بگرديم، دقيقا از کجاي آسمان بايد رصد کردن را شروع کنيم؟ "پروفسور کريس حنيف" (7)، اختر فيزيکدان مستقر در کمبريج، چنين توضيح مي دهد:"اينجا دو عامل را بايد در نظر بگيريم.اولين پرسشي که بايد از خود بکنيم اين است که دستگاه [رصدي]که در اختيار داريم، براي رديابي سيارات در چه نوع محيط هايي مناسب است؟ پاسخ اين پرسش، تعداد اهدافي را که بايد مستقيما مورد مطالعه قرار دهيم، محدود مي کند.عامل ديگر اين است که چه پرسش علمي را مي خواهيم پاسخ دهيم.گروهي که اين سياره تازه متولد شده را مورد مشاهده قرار دادند، مي خواستند به اين پرسش پاسخ دهند که:سيارات چه هنگامي تشکيل مي شوند؟ بنابراين، آنان عمدا ستاره هايي را که جوان هستند انتخاب نمودند."
اما چرا به دنبال سيارات دوردست مي گرديم؟ آيا اين دليل که اولين تماس را با موجودات فرازميني برقرار کنيم؟ يا شايد براي اين که مي خواهيم کره قابل سکونت جديدي براي جايگزيني سياره آبي رنگ خودمان پيدا کنيم؟ دکتر مارک وايات درباره اين موضوع نظر فيلسوفانه دارد:"اين کشف، براي منظومه خورشيدي ما، نوعي زمينه مفهومي ايجاد مي کند و همچنين بر تنوع و جالب بودن کيهان تاکيد مي کند."
و درباره آينده رديابي سيارات دور دست چه مي توان گفت؟ سياره ياب زميني ناسا (8) و همچنين ماموريت فضايي داروين از سوي آژانس فضايي اروپا (9)، در سال 2015 آغاز خواهند شد.برخلاف بيشتر روش هاي رديابي سيارات، هدف پروژه هاي مذکور اين است که سيارات دوردست، موجود در اطراف ستارگان نزديک را، مستقيما مورد رصد قرار دهند و اين يعني اين که آنها از تجهيزات بهتري براي به دست آوردن اطلاعات در مورد ماهيت سيارات، برخوردارند.
اطلاعاتي نظير اين که:آيا اين سياره مانند زمين بوده و قابل سکونت است؟ و جست و جو براي نشانه هاي حيات در آن.بنابراين شايد براي اهدا جايزه گازمن کمتر از يک قرن ديگر منتظر شويم.

پي نوشت ها :
 

1- exoplanets
2-Guzman prize
3- Hydrae
4-proto-planetary disks
5-planetessimals
6-Mark Wyatt
7-Chris Haniff
8-NASAs Terrestrial planet Finder
9-ESAs DARWIN space mission
کاترين زنتايل عضو گروه تحقيق "ماده کوانتومي"(Quantum Matter)آزمايشگاه کاونديش در دانشگاه کمبريج است.
 

منبع:thenakedscientists.com
منبع:دانشمند شماره556