آینده شکارچیان سیارات فراخورشیدی

کشف سیارات فراخورشیدی پایان راه نیست، بلکه تنها آغازی است برای فرآیندی طولانی و زمان‌بر که در نهایت به شناخت بهتر دنیاهای بیگانه منجر خواهد شد.

تا کنون کشف حدود چهار هزار سیاره فراخورشیدی به تایید رسیده است. بسیاری از این سیارات را تلسکوپ فضایی کپلر کشف کرده و اکنون جانشین آن، تلسکوپ تس، به کشف سیارات فراخورشیدی بیشتر مشغول است. تلسکوپ تس تا کنون ۹۹۳ سیاره فراخورشیدی احتمالی را آشکار کرده و کشف ۲۸ سیاره نیز به تایید رسیده است. تعدادی از این سیارات در کمربند حیات ستاره مادر قرار دارند. این به آن معنا است که احتمال وجود آب مایع بر سطح این سیارات وجود دارد.

اما کشف این سیارات و اطلاعات نسبتا کمی که تا کنون از آن‌ها به دست آورده‌ایم تنها آغاز مسیری طولانی است. پژوهشگران امیدوارند تا به زودی و با ابزارهای جدید بتوانند اطلاعات بیشتری را از این دنیاهای دوردست کسب کنند.

به همین منظور دو طرح پیشنهادی برای کاوش بیشتر سیارات فراخورشیدی اعلام شده‌اند: TARdYS و CHEOPS.

تلسکوپ TARdYS

TARdYS حاصل همکاری رصدخانه کالج هاروارد و دانشگاهی در کشور شیلی است. تلسکوپی زمینی که با استفاده از روش سرعت شعاعی می‌تواند جرم سیارات فراخورشیدی را با دقت زیادی اندازه‌گیری کند. با استفاده از این روش که بر پایه تاثیرات گرانشی متقابل ستاره و سیاره عمل می‌کند می‌توان جرم سیاره را محاسبه کرد. تعیین جرم سیاره به شناخت بهتر ویژگی‌های سیاره کمک زیادی می‌کند.

این در حالی است که تلسکوپ تس با استفاده از روش گذر سیارات فراخورشیدی را آشکار می‌کند. در این روش تلسکوپ افت نورهای بسیار جزئی در نور ستاره را جست‌وجو می‌کند که ممکن است بر اثر گذر سیاره‌ای از مقابل ستاره رخ داده باشد. در این روش می‌توان اندازه‌ی سیاره مورد نظر را محاسبه کرد. اما برای این که بتوانیم چگالی سیاره را به دست آوریم باید از جرم سیاره نیز مطلع باشیم. این همان جایی است که تلسکوپ‌هایی مانند TARdYS و روش سرعت شعاعی به کمک دانشمندان می‌آید تا بتوانند اطلاعات دقیق‌تری از سیاره مورد نظر به دست آورند.

طرحی ساده از ساز و کار روش گذر در کشف سیارات فراخورشیدی.
Credit: NASA Ames

تلسکوپ TARdYS علاوه بر این که در کار تایید و محاسبه‌ی جرم سیارات فراخورشیدی به کمک دانشمندان می‌آید می‌تواند به تنهایی سیارات فراخورشیدی جدیدی را نیز کشف کند. این تلسکوپ در رصدخانه آتاکاما دانشگاه توکیو در کشور شیلی نصب خواهد شد و فعالیت خود را از سال ۲۰۲۰ آغاز خواهد کرد.

تلسکوپ CHEOPS

تلسکوپ CHEOPS ماموریتی در نوع خود بی‌نظیر است که سازمان فضایی اروپا (ESA) با همکاری سوییس مسئولیت ساخت آن را بر عهده دارند. CHEOPS یک ماهواره‌ی کوچک است که قابلیت اصلی آن نورسنجی با دقت بالا است.

با محاسبه‌ی جرم سیارات فراخورشیدی توسط رصدهای زمینی و با روش سرعت شعاعی و به دست آوردن اندازه‌ی سیاره با کمک CHEOPS می‌توان با دقت بالایی چگالی سیارات فراخورشیدی را محاسبه کرد. به این ترتیب راه برای شناخت ساختار سیاره و مواد تشکیل‌دهنده‌ی آن هموار می‌شود و در مرحله‌ی بعد می‌توان اطلاعاتی از چگونگی تشکیل و تکامل سیارات فراخورشیدی به دست آورد.

برتری CHEOPS نسبت به تلسکوپ تس که اکنون مشغول به کار است انعطاف‌پذیری آن در بررسی سوژه‌ها است. این تلسکوپ جدید می‌تواند سیاراتی را که پیش از این کشف شده‌اند با نگاهی دقیق‌تر زیر نظر بگیرد. در حالی که تلسکوپ تس گاهی تنها می‌تواند بخشی از گذر سیاره از مقابل ستاره را رصد کند و طبق برنامه‌ی مشخص و از پیش تعیین شده‌ای سوژه‌ها را رصد می‌کند.

تلسکوپ CHEOPS احتمالا در اواخر سال جاری میلادی سوار بر موشک سایوز روس‌ها به فضا پرتاب خواهد شد.

دو ماموریتی که به آن اشاره شد را می‌توان مرحله‌ی دوم شناخت بهتر سیارات فراخورشیدی دانست. در مرحله‌ی بعد تلسکوپ فضایی جیمز وب به سراغ رصد این سیارات خواهد رفت. جیمز وب با توانایی‌های فوق‌العاده‌اش می‌تواند ویژگی‌های این سیارات را به خوبی بررسی کند.

آینه‌ی طلایی تلسکوپ جیمز وب.
Credit: NASA/Desiree Stover

مقدمه‌چینی‌ها برای آغاز به کار تلسکوپ جیمز وب مدت‌ها است که آغاز شده و به نظر تا زمان شروع فعالیت این تلسکوپ سوژه‌های فراوانی از میان سیارات فراخورشیدی در انتظار رصد جیمز وب باشند.

عکس کاور: طرحی گرافیکی از یک منظومه فراخورشیدی.

Credit: Robin Dienel, courtesy of the Carnegie Institution for Science