ناسا در آستانه پرتاب يك ماهواره جديد براي جستجوي سيارات فراخورشيدي
مردمان نسل‌هاي قبل وقتي در شب‌هاي تاريك به آسمان نگاه مي‌كردند، از خودشان مي پرسيدند كه آيا سياراتي مانند سياره‌ي خودشان در آسمان وجود دارد يا خير. نسل ما اولين نسل براي يافتن جواب است.
ما مي‌دانيم كه تقريبا همه‌ي ستاره‌ها، داراي سياراتي دارند كه به دورشان گردش مي‌كنند و با پيشرفت فناوري، اطلاعات ما نيز در اين خصوص بيشتر مي‌شود. قرار است جديدترين ماهواره‌ي ناسا به نام تس (TESS- ماهواره‌ي نقشه‌بردار فراخورشيدي گذران) در روز ۱۶ آوريل (۲۷ فروردين) ۲۰۱۸ به فضا پرتاب شود. هدف تس مطالعه بيشتر سيارات كوچك و سنگي چرخش‌كننده به‌دور ستاره‌هاي درخشان اطراف منظومه شمسي است.
ما مي‌خواهيم بزرگي سيارات، نوع چرخش و چگونگي تشكيل و تكامل آن‌ها را مطالعه كنيم. آيا سيارات اتمسفر دارند؟ ابر چطور؟ آن‌ها از چه موادي تشكيل شده‌اند؟
در دهه‌هاي آتي سيارات زمين‌مانندي را خواهيم يافت كه در فاصله‌ي مناسب با ستاره‌هايشان قرار داشته باشند و آب مايع نيز داشته باشند. امكان اينكه سياره‌اي داراي اتمسفر حاوي مولكول‌هايي مثل اكسيژن آزاد باشد و درنتيجه فعاليت‌هاي بيولوژيكي در آن موجود باشد، وجود دارد.
تس گامي مهم در راستاي رسيدن به اين هدف است. سيارات در مقايسه با ستاره‌هاي ميزبان‌شان بسيار ضعيف و كوچك‌اند و همين كه ما مي‌توانيم آن‌ها را بيابيم يا اتمسفر آن‌ها را مورد مطالعه قرار دهيم، درخور ستايش است.
تس ۲۰۰ هزار ستاره‌ي درخشان در فضا را مطالعه خواهد كرد
با اين حال، سيارات از انديشه متخصصينات ما مي‌توانند با چرخش و حركت خود در مسيري مشخص، جلوي قسمتي از نور ستاره‌ي خود را مسدود كنند و طيف نور خاصي به وجود بياورند.
تس ۲۰۰ هزار ستاره‌ي درخشان در فضا را مطالعه خواهد كرد و به‌دنبال تغييرات كوچك در ميزان درخشش آن‌ها براي يافتن سياره متحرك خواهد بود. براي درك اتمسفر سياره‌هاي فراخورشيدي بايد نحوه‌ي تعامل آن‌ها با نور ستاره‌ها را مطالعه كنيم. با عبور يك سياره از مقابل ستاره، لايه‌اي نازك از اتمسفر سياره توسط نور پس‌زمينه‌ي ستاره روشن مي‌شود. برخي از طول موج‌هاي نور ستاره توسط مولكول‌هاي اتمسفر جذب مي‌شوند و بقيه‌ي طول موج‌ها همچنان درخشان باقي مي‌مانند.
بنابراين نگاهي به طول موج‌هايي كه به ما مي‌رسد و همچنين آن‌هايي كه نمي‌رسد، مي‌تواند اطلاعاتي در خصوص مواد تشكيل‌دهنده‌ي اتمسفر در اختيار ما قرار دهد.
چنين مشاهداتي در محدوده‌ي توانايي‌هاي فعلي انجام مي‌شود و به تلسكوپ فضايي جيمز وب (JWST) كه جايگزين هابل براي سال ۲۰۲۰ است، نياز دارد. تلسكوپ فضايي جيمز وب با داشتن آينه‌اي با عرض ۶.۵ متر، نور بيشتري نسبت به هابل جمع‌آوري مي‌كند. اين تلسكوپ با ابزار مخصوصي كه دارد، براي مطالعه روي اتمسفر سيارات فراخورشيدي ساخته شده است.
براي اينكه از تلسكوپ جيمز وب بهتر استفاده شود، ابتدا بايد بدانيم كدام ستاره‌ها ميزبان بهترين سيارات فراخورشيدي براي مطالعه هستند و براي همين منظور به تس نياز داريم.
فضاپيماي قبل از تس يعني كپلر، ۱۵۰ هزار ستاره را در آسمان اطراف صورت فلكي ماكيان ارزيابي و بالغ بر ۱۰۰۰ سياره پيدا كرد (از سياره‌هاي گازي غول‌پيكري مثل مشتري گرفته تا سيارات سنگي كوچك مثل عطارد). اما كپلر تنها بخش كوچكي از آسمان را پوشش مي‌داد.
هر شب يك ميليون ستاره
تلسكوپ‌هاي زميني نسبت به تلسكوپ‌هاي فضايي، قسمت‌هاي بيشتري از آسمان را جستجو كرده‌اند و ستاره‌هاي درخشان بيشتري را براي وجود سيارات فراخورشيدي مورد مطالعه قرار داده‌اند. رصدگر واسپ (جستجوي گسترده براي يافتن سيارات) موفق‌ترين تلسكوپ زميني در عرصه شناسايي سيارات فراخورشيدي است.
واسپ در دهه‌ي گذشته با استفاده از چندين لنز دوربين، هر شب صاف يك ميليون ستاره را رصد مي‌كند و به دنبال نشاني از سيارات فراخورشيدي مي‌گردد و تا به حال ۲۰۰ سياره‌ي فراخورشيدي پيدا كرده است كه برخي از آن‌ها تبديل به اهداف واسپ شده‌اند.
اما ارزيابي‌هاي صورت‌گرفته توسط تلسكوپ‌هاي زميني يك محدوديت بزرگ دارد: چون اتمسفر زمين در سر راه آن‌ها قرار دارد، داده‌هاي به‌دست‌آمده كيفيت بالايي ندارد.
تلسكوپ‌هاي زميني مي‌توانند مسدود شدن درخشش ۱ درصدي را هم شناسايي كنند كه همين مقدار هم براي يافتن سيارات گازي غول‌پيكري مثل سيارات خودمان (مشتري و زحل) كافي است. اما سيارات كوچك سنگي، نور كمتري را مسدود مي‌كنند؛ در نتيجه تشخيص آن‌ها سخت مي‌شود. اگر درخشش سياره‌ي زمين مقابل خورشيد را مطالعه كنيم، مسدود شدن درخشش ۰.۰۱ درصدي ايجاد مي‌كند.
تس بهترين ويژگي‌هاي هر دو شيوه را با هم دارد و ستاره‌هاي درخشان كل آسمان را در خود فضا مشاهده و مطالعه مي‌كند. تس بايد سيارات سنگي كوچكي را كه طبق اثبات كپلر تعدادشان زياد بود، پيدا كند؛ سپس از ميان آن‌ها بايد سياراتي را انتخاب كند كه به دور ستاره‌هايي با درخشش كافي مي‌چرخند. منظور از درخشش كافي، مقداري است كه بتوان با تلسكوپ فضايي جيمز وب، اتمسفر آن‌ها را مورد مطالعه قرار داد.
تس معمولا هر منطقه از آسمان را به مدت ۳۰ روز مشاهده مي‌كند؛ يعني تنها سياراتي را شناسايي مي‌كند كه چرخش آن‌ها به دور ستاره‌ها زياد طول نمي‌كشد و مي‌تواند چندين بار انتقال آن‌ها را مورد مطالعه قرار دهد.
سياراتي كه مدار كوچكي دارند در نزديك ستاره واقع هستند. بنابراين اكثر سياراتي كه تس مي‌يابد بسيار جديد هستند و آب مايع در آن‌ها وجود ندارد. اما سياراتي كه به دور ستاره‌هاي خنك‌تر و كم‌نورتر كوتوله سرخ مي‌چرخند، مي‌توانند با وجود نزديك بودن به ستاره، دمايي مناسب براي حيات داشته باشند.
ستاره‌ي كوتوله تراپيست-۱ هزار برابر كم‌نورتر از خورشيد و ميزبان هفت سياره در اطراف خود است. تس از طريق فضا به دنبال سيارات چرخش‌كننده به دور ستاره‌هاي كوتوله مي‌گردد؛ اما اسپكولوس از روي زمين ستاره‌هاي كم‌نورتر و كوچك‌تر را مطالعه مي‌كند. هر سياره‌اي كه اسپكولوس پيدا مي‌كند، به هدف اصلي تلسكوپ فضايي جيمز وب تبديل مي‌شود.
كشف جديد گامي به‌سوي يافتن سيارات سنگي در مناطق قابل سكونت در اطراف ستاره‌هايي مثل خورشيد خودمان است.
انتظار مي‌رود آژانس فضايي اروپا درسال ۲۰۲۶ فضاپيماي پليتو (انتقال‌هاي سياره‌اي و نوسانات ستارگان) را به فضا پرتاب كند. پليتو ماهواره‌اي با پتانسيل كشف سيارات سنگي همانند زمين است كه زمان چرخش آن‌ها به‌دور ستاره‌ها يك سال طول مي‌كشد.
مسابقه‌ي يافت ملوكول‌هاي زيستي مثل اكسيژن آزاد در اتمسفر سيارات فراخورشيدي مانند زمين، تازه شروع شده است.
هم انديشي ها