رکورد جدید ناسا: کشف بیش از ۶۰۰۰ سیاره فراخورشیدی

در اعماق بی‌کران فضا، جایی که روزی تنها جولانگاه داستان‌های علمی-تخیلی بود، اکنون به لطف پیشرفت‌های شگفت‌انگیز علم و فناوری، به یک قلمرو قابل کاوش تبدیل شده است. خبر هیجان‌انگیز اخیر ناسا، مبنی بر عبور از مرز تأیید ۶۰۰۰ دنیای بیگانه، نقطه عطفی در تاریخ اکتشافات فضایی به شمار می‌رود. این دستاورد بزرگ، تأییدی بر این حقیقت است که کشف سیاره فراخورشیدی دیگر یک رؤیای دور نیست، بلکه یک واقعیت علمی پرشتاب است. هر یک از این سیارات، داستانی منحصر به فرد از شکل‌گیری، تکامل و شاید حتی حیات را در خود نهفته دارند و ما تازه در ابتدای راه شنیدن این داستان‌ها هستیم.

نقطه عطف تاریخی در اکتشافات فضایی: عبور از مرز ۶۰۰۰ سیاره

آرشیو سیارات فراخورشیدی ناسا (NASA Exoplanet Archive)، که به نوعی دفتر ثبت احوال دنیاهای دیگر محسوب می‌شود، رسماً اعلام کرد که تعداد سیارات تأیید شده از مرز ۶۰۰۰ عبور کرده و به عدد دقیق ۶,۰۵۶ (تا تاریخ ۴ ژوئن ۲۰۲۴) رسیده است. این عدد فقط یک رکورد آماری نیست؛ بلکه نمادی از تلاش‌های بی‌وقفه هزاران دانشمند و مهندس در سراسر جهان است که با ساخت و هدایت تلسکوپ‌های فضایی پیشرفته، چشمان ما را به روی کهکشانی پر از سیاره باز کرده‌اند.

این آرشیو، مجموعه‌ای پویا و علمی است که داده‌های مربوط به اکتشافات سیارات فراخورشیدی از مقالات علمی معتبر و داوری‌شده را گردآوری می‌کند. هر ورودی در این پایگاه داده، نتیجه ساعت‌ها رصد، تحلیل و بررسی دقیق است تا اطمینان حاصل شود که آنچه مشاهده شده، واقعاً یک سیاره در حال گردش به دور ستاره‌ای دیگر است و نه یک خطای کیهانی یا پدیده‌ای دیگر.

از اولین کشف تا امپراتوری سیارات: سفری در تاریخچه کشف سیاره‌های فراخورشیدی

شاید باورکردنی نباشد، اما تا حدود سه دهه پیش، ما حتی از وجود یک سیاره در خارج از منظومه شمسی خودمان نیز مطمئن نبودیم. اولین سیاره فراخورشیدی به دور ستاره‌ای خورشیدمانند، یعنی 51 Pegasi b، در سال ۱۹۹۵ کشف و تأیید شد و انقلابی در نجوم به پا کرد. از آن زمان تا به امروز، سرعت اکتشافات به شکل نمایی افزایش یافته است.

در سال‌های اولیه، اکتشافات به صورت قطره‌چکانی و با فاصله‌های زمانی زیاد انجام می‌شد. اما با پرتاب تلسکوپ‌های فضایی تخصصی، این قطره‌ها به سیلی خروشان تبدیل شدند که درک ما از جهان را برای همیشه تغییر داد.

تلسکوپ کپلر، شکارچی خستگی‌ناپذیر سیارات

اگر بخواهیم یک قهرمان اصلی برای داستان کشف سیاره فراخورشیدی نام ببریم، آن قهرمان بدون شک تلسکوپ فضایی کپلر خواهد بود. کپلر که در سال ۲۰۰۹ پرتاب شد، مأموریت داشت تا با خیره شدن به یک نقطه ثابت در آسمان، نور هزاران ستاره را به طور مداوم زیر نظر بگیرد. این تلسکوپ با استفاده از «روش گذر» (Transit Method)، توانست هزاران سیاره را شناسایی کند. کپلر به ما نشان داد که سیارات در کهکشان ما یک پدیده نادر نیستند، بلکه بسیار رایج و فراوان‌اند و به طور میانگین، به ازای هر ستاره در آسمان، حداقل یک سیاره وجود دارد.

تلسکوپ فضایی TESS، نسل جدید کاوشگران

پس از بازنشستگی کپلر، مأموریت شکار سیارات به جانشین قدرتمند آن، یعنی ماهواره نقشه‌بردار فراخورشیدی گذران یا TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) سپرده شد. برخلاف کپلر که به یک نقطه خیره می‌شد، TESS کل آسمان را برای یافتن سیاراتی که به دور ستاره‌های درخشان و نزدیک به ما می‌گردند، پویش می‌کند. این استراتژی به دانشمندان اجازه می‌دهد تا بهترین اهداف را برای مطالعات بعدی با تلسکوپ‌های قدرتمندتری مانند جیمز وب شناسایی کنند.

انواع سیارات فراخورشیدی: باغ وحشی از دنیاهای بیگانه

یکی از شگفت‌انگیزترین نتایج این اکتشافات، تنوع باورنکردنی سیاراتی است که پیدا کرده‌ایم. این دنیاها بسیار متنوع‌تر از آن چیزی هستند که در منظومه شمسی خودمان می‌بینیم. برخی از دسته‌بندی‌های اصلی این سیارات عبارتند از:

• غول‌های گازی (Gas Giants): سیاراتی شبیه به مشتری و زحل که عمدتاً از گاز تشکیل شده‌اند. برخی از آن‌ها که به «مشتری‌های داغ» (Hot Jupiters) معروف‌اند، در فاصله‌ای بسیار نزدیک به ستاره میزبان خود می‌چرخند و دمای سطحی بسیار بالایی دارند.
• ابرزمین‌ها (Super-Earths): دسته‌ای از سیارات که در منظومه شمسی ما وجود ندارند. این سیارات سنگی، از زمین بزرگ‌تر اما از نپتون کوچک‌تر هستند و یکی از رایج‌ترین انواع سیارات کشف‌شده به شمار می‌روند.
• مینی‌نپتون‌ها (Mini-Neptunes): سیاراتی کوچک‌تر از نپتون که دارای اتمسفر گازی ضخیمی هستند. مرز بین یک ابرزمین بزرگ و یک مینی‌نپتون کوچک هنوز یکی از موضوعات داغ تحقیقاتی است.
• سیارات سنگی (Terrestrial): دنیاهایی شبیه به زمین، مریخ یا زهره که دارای سطح جامد هستند. یافتن یک سیاره سنگی در «منطقه قابل سکونت» (Habitable Zone) ستاره‌اش، یعنی جایی که آب مایع می‌تواند وجود داشته باشد، رؤیای بزرگ اخترشناسان است. منظومه‌هایی مانند TRAPPIST-1 با داشتن چندین سیاره سنگی، امیدها را در این زمینه زنده نگه داشته‌اند.

چگونه یک سیاره فراخورشیدی را کشف می‌کنیم؟ روش‌های شکار دنیاهای دور

شناسایی یک سیاره کوچک و کم‌نور در کنار یک ستاره غول‌پیکر و درخشان از فاصله میلیاردها کیلومتر، کاری فوق‌العاده دشوار است. دانشمندان برای این کار از روش‌های هوشمندانه‌ای استفاده می‌کنند که دو مورد از آن‌ها بیشترین سهم را در اکتشافات داشته‌اند.

روش گذر (Transit Method): بازی نور و سایه

این روش، موفق‌ترین تکنیک برای کشف سیاره فراخورشیدی تا به امروز است. وقتی یک سیاره از دید ما از مقابل ستاره میزبان خود عبور می‌کند، باعث افت جزئی و موقتی در نور ستاره می‌شود. تلسکوپ‌های حساسی مانند کپلر و TESS با اندازه‌گیری این کاهش نور، نه تنها وجود سیاره را تأیید می‌کنند، بلکه می‌توانند اطلاعاتی در مورد اندازه و دوره مداری آن نیز به دست آورند. بیش از ۷۵٪ از سیارات کشف‌شده با این روش شناسایی شده‌اند.

روش سرعت شعاعی (Radial Velocity): رقص گرانشی ستارگان

این روش که به آن «اثر داپلر» یا «روش لرزش» نیز می‌گویند، یکی از اولین تکنیک‌های موفق بود. یک سیاره در حال گردش، با گرانش خود ستاره میزبانش را نیز کمی به این سو و آن سو می‌کشد و باعث ایجاد یک «لرزش» جزئی در حرکت ستاره می‌شود. این لرزش، نور ستاره را دچار پدیده‌ای به نام «انتقال به سرخ» و «انتقال به آبی» می‌کند. با تحلیل این تغییرات نوری، دانشمندان می‌توانند وجود یک سیاره و حتی جرم آن را استنتاج کنند.

آینده کشف سیاره‌های فراخورشیدی: جیمز وب و فراتر از آن

عبور از مرز ۶۰۰۰ سیاره تنها یک آغاز است. اکنون تمرکز جامعه علمی از «شمارش» سیارات به سمت «توصیف» آن‌ها تغییر کرده است. تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) نقشی کلیدی در این مرحله جدید ایفا می‌کند. این تلسکوپ قدرتمند با توانایی‌های بی‌نظیر خود می‌تواند ترکیبات شیمیایی اتمسفر سیارات فراخورشیدی را تحلیل کند و به دنبال نشانه‌هایی از مولکول‌های زیستی مانند آب، متان و اکسیژن بگردد. برای آشنایی با آخرین دستاوردهای فناوری که چنین اکتشافاتی را ممکن می‌سازند، می‌توانید از بخش اخبار تکنولوژی در تکنوین دیدن کنید.

در آینده‌ای نزدیک نیز، تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن (Nancy Grace Roman Space Telescope) به این ناوگان اکتشافی خواهد پیوست. انتظار می‌رود این تلسکوپ با میدان دید وسیع و حساسیت بالای خود، هزاران سیاره دیگر را با روش‌های گذر و «همگرایی گرانشی» (Microlensing) کشف کند و دید ما را نسبت به جمعیت سیارات در کهکشان راه شیری کامل‌تر نماید.

هر کشف جدید، ما را یک قدم به پاسخ دادن به یکی از بنیادی‌ترین سؤالات بشریت نزدیک‌تر می‌کند: آیا ما در این جهان تنها هستیم؟ با وجود بیش از ۶۰۰۰ دنیای تأیید شده و میلیاردها سیاره‌ای که هنوز در انتظار کشف شدن هستند، احتمال اینکه پاسخ این سؤال منفی باشد، هر روز بیشتر از دیروز می‌شود.