سیارات فراخورشیدی

تا چند سال پیش اگر با شما از سیاراتی صحبت می کردند که به دور ستارگانی به غیر از خورشید در حال چرخشند احتمالا گمان می کردید با موضوعی از مباحث داستانهای علمی تخیلی سر و کار دارید و البته حق هم با شما بود . تا مدتی طولانی بحث سیارات فراخورشیدی یا اگزوپلنت تنها به مباحث نظری سیاره شناسان محدود می شد نگاهی به عالم ستاره ها این ظن را به وجود می آورد که اگر خورشید به عنوان یکی از ستاره های کهکشان راه شیری که تفاوت چندانی با سایر ستارگان کهکشان ما و دیگر کهکشانها ندارد، صاحب منظومه ای از سیارات است، چرا نباید در اطراف ستارگان دیگر نیز سیاراتی در حال چرخش باشند؟ اما کمتر از ۱۵ سال است که این اجرام از روی کاغذ به دنیای واقعی قدم نهاده اند و این بار نیز چون همیشه، فناوری پیشرفته و ابزار دقیق و حساس باعث شده تا دریچه جدیدی مقابل چشمان دانشمندان قرار گیرد.
موضوع شناخت و بررسی سیارات فرا خورشیدی از دل منظومه شمسی خودمان آغاز گردید. سیارات آشنای منظومه ما اگر چه یکی از کهن ترین اجرامی هستند که انسان از قدیم آنها را می دیده و درباره آنها فكر می كرده است اما شناخت منظومه شمسی را باید دانشی بسیار نو به حساب آورد. در نخستین روزهای عصر فضا، زمانی که انسان اولین كاوشگرها را آماده سفر به جای جای منظومه شمسی می نمود، متوجه شد كه از سیارات اطراف خود و از شکل گیری و تحول آنها اطلاعات كافی، درست و قابل اطمینانی در اختیار ندارد.
در چنین زمانی بود که دانش جدیدی با ترکیب رشته های زمین شناسی، اخترشناسی و فناوریهای فضایی متولد شد که سیاره شناسی نام گرفت، دانشی که هدفش بررسی و شناخت سیارات و چگونگی پیدایش آنها و هر آن چیزی بود که در قالب این موضوع می گنجید. این تلاش جذاب و ماجراجویی فکری و فضایی انسان باعث شد تا او قدم به دنیای شگفت انگیز و دیر آشنای اطراف خود بگذارد و از پس هر لحظه شگفتی های بیشتری در باره آن پیدا کند. این حالت برای دانشمندان حس انسانی را تداعی می کرد که در خانه ای که تمام دوران کودکی خود را در آن پشت سر گذاشته، موفق به کشف اتاقهای تازه و گوشه و کنار های ناشناخته ای شود.
در کنار این تلاش علمی سؤالی کهن فرصت طرح مجدد یافت. آیا انسان در پهنه بیکران گیتی تنها است؟ آیا تمامی عالم برای او خلق شده است؟ آیا در جایی در میان بیش از ۱۵۰ میلیارد ستاره راه شیری و میلیاردها کهکشان شناخته شده، خورشید ما ستاره ای ویژه است که گوهر دردانه حیات را در بستر خود پرورش داده است؟ برای پاسخ به این پرسش تلاش گسترده ای اغاز شد که شاید یکی از مهمترین آنها جستجوی مکانهایی بود که امکان شکل گیری حیات در آنها وجود داشت. حلقه انتخاب در منظومه شمسی بسیار محدود بود . عطارد سیاره بدون جو و تفدیده شانسی برای این موضوع نداشت. جو غلیظ و اسیدی زهره هم بعید بود اتمسفر مناسبی برای شکل گیری حیات و رشد آن بوده باشد. مریخ اگرچه هنوز هم کاندیدای مناسبی برای این موضوع به شمار می رود اما فرصت تکامل بخشیدن به حیات را هیچ گاه به دست نیاورده و اقمار دوردست منظومه نیز گزینه های خوبی به شمار نمی آمدند. پس باید جستجو را به سوی ستارگان سوق داد . جایی که امکان شکل گیری و گسترش حیات شاید در دل سیاراتی چون زمین وجود داشته است. حال سؤال این بود كه آیا چنین سیاراتی وجود خارجی دارند!
برای به سر انجام رسیدن چنین جستجویی از یک سو و از سوی دیگر به جهت پاسخ دادن به سؤال کماکان بحث انگیز چگونگی شکل گیری منظومه شمسی خودمان بود که طرح جستجوی سیارات فراخورشیدی آغاز شد. جستجویی برای یافتن اجرام بزرگ سنگی یا گازی که به طور مستقل به دور ستاره ای تکامل یافته در حال چرخش باشند.
نخستین گامها کمتر از پانزده سال پیش برداشته شد و پس از بررسیهای بسیار، سرانجام نخستین نشانه ها از یک سیاره فراخورشیدی در اطراف ستاره ۵۱- فرس اعظم به دست آمد. از آن زمان تا کنون کاوشها به طور جدی ادامه یافت و با بهبود و پیشرفته تر شدن ابزراهای رصدی، دانشمندن تواستند تعداد بیشتری از این سیارات را شناسایی كنند. اگرچه در تعداد سیارات یافت شده بین مراجع گوناگون نجومی اختلاف نظر وجود دارد اما شمارش گر پایگاه جستجوی سیارت فرا خورشیدی JPL عدد ۱۵۷ را نشان می دهد و این نشان از آغاز عصر جدیدی دارد.
به جز یك مورد، باقی سیاراتی كه تاكنون پیدا شده اند به طور مستقیم ثبت یا تصویربرداری نشده اند. دانشمندان، همه آنها را با بررسی اثری که بر روی ستاره مادر خود می گذارند یافته اند. بدین ترتیب که در اثر چرخش سیاره به دور ستاره مادر خویش باعث ایجاد تغییراتی در نور دریافتی از ستاره و یا ایجاد تغییراتی در مدار حركتی آن می شوند. دانشمندان با ثبت بسیار دقیق اطلاعات دریافتی از ستاره مادر و بررسی داده ها، قادر به شناسایی چنین سیاراتی می شوند.
اما همانند تمامی عرصه های دانش بشری که حل هر مسئله ای، دهها پرسش جدید ایجاد می کند، یافتن این سیارات هم با خود سؤالات فراوانی را به همراه آورده است. بر خلاف انتظار آنچه که در اطراف ستارگان دیگر پیدا شده است کمتر تشابهی با منظومه خانگی ما دارد. نخست آنکه تمامی سیارات یافت شده از نوع گازی و مشتری گون هستند و تا کنون هیچ سیاره زمین مانندی کشف نشده است که شاید بتوان این موضوع را به ضعف ابزارهای فعلی مربوط دانست. شاید زمانی که مأموریت اکتشافی کپلر عازم مدار زمین شود شانس یافتن این گونه سیارات نیز بیشتر شود. اما نکته مهمتری که وجود دارد این است که اکثر این سیارات گازی کشف شده در فاصله ای بسیار نزدیك از سیاره مادر خود نسبت به فواصل سیارات در منظومه شمسی قرار دارند. اگر آنها را به منظومه خود منتقل کنیم شاهد خواهیم بود كه سیاره ای با جرم بیش از مشتری در فاصله ای کمتر از مدار عطارد به دور خورشید می چرخد و این با نظرات رایج درباره پیدایش منظومه شمسی تطابق ندارد. آیا این بدان معنی است که ما در نظریات خود در باره پیدایش منظومه دچار اشتباه شده ایم؟ آیا ما منظومه ای استثنائی داریم؟ هنوز برای پاسخ دادن به این پرسشهاا بسیار زود است چرا که تنها تعداد بسیار اندكی از سیارات فراخورشیدی كه امكان وجود آنها در کهکشان راه شیری می رود را یافته ایم و این نسبت اندک برای اظهار نظر در موارد مطرح شده کافی نیست.اما برای ما و با امکانات اندک آماتوری و حتی حرفه ای موجود، مشاهده مستقیم یک سیاره دوردست تنها در حد رؤیایی شیرین باقی خواهد ماند. با وجود این می توان ستاره های مادر برخی از از این منظومه ها را حتی با چشمان غیر مسلح نیز رصد نمود. چشم انسان می تواند اجرامی تا قدر ۶.۵ را در شرایط ایده آل ببیند. از بین ۱۵۷ سیاره فراخورشیدی کشف شده، ۴۰ مورد از آنها به دور ستاره هایی می چرخند که قدر آنها کمتر از ۶ است و بنابراین به راحتی در آسمان دیده می شوند. شاید برجسته ترین آنها نخستین سیاره کشف شده باشد که به دور ستاره ۵۱ پگاسوس می گردد. ستاره ای با قدر ۵.۵ در صورت فلکی بزرگ فُرس اعظم. اما رکورد درخشان ترین ستاره دارای سیاره ای فراخورشیدی از آن ستاره گاما قیفاووس است. ستاره ای از قدر ۳.۲۲ در صورت فلکی قیفاووس که حتی در آسمان آلوده شهری ماند تهران نیز با چشم غیر مسلح قابل دیدن است. نمونه جالب دیگر ستاره ۵۵ – خرچنگ است. ستاره ای از قدر ۵.۹ که می توان با کمک یک دوربین دو چشمی آن را در آسمان یافت. نکته جالب در این باره این است که تا کنون ۴ سیاره در اطراف این ستاره کشف شده است . وقتی به سوی این ستاره نگاه می کنید در واقع به منظومه ای ۴ سیاره ای می نگرید که در فاصله ۵ سال نوری از زمین قرار دارد.
درسالهای آینده مبحث سیارات فرا خورشیدی دید ما را نسبت به آغاز و انجام منظومه شمسی و درک ما را نسبت به گیتی متحول خواهد ساخت. شاید شما هم اگر فرصت رصدی را در شبی صاف به دست آوردید و به سوی یکی از این ستاره ها نگاه کردید، احساس بی نظیر رصد گرانی را تجربه کنید که به دنیایی دوردست، غیر قابل دیدن(حداقل با ابزارهای امروزی) ولی با شکوه می نگرند. کسی چه می داند، شاید در همان هنگام از روی یکی از سیارات سنگی کشف نشده آن منظومه نیز کسی خورشید ما را رصد می كند.

منبع : سایت دوستان