کپلر، در جستجوی خواهران زمین

مجید جویا: کپلر، سفینه کاوشگر فضایی جدید ناسا، توانسته است پرتوهای نوری یک سیاره غول گازی را تشخیص دهد که حول مدار ستاره‌ای در فاصله هزار سال نوری از زمین می‌چرخد.

به گزارش اسپیس‌فلایت‌ناو، ماموریت کپلر که در اسفند / مارس گذشته به فضا پرتاب شد، جستجوی آسمان برای یافتن سیاره‌های فراخورشیدی است، سیاره‌هایی که ابعادشان می‌تواند از ابعاد مشابه زمین تا غول‌های گازی متغیر باشد و احتمالا حول یکی از 100 هزار ستاره در راستای صورت فلکی ماکیان می‌چرخند.

کپلر مستقیما از سیاره‌ها تصویربرداری نخواهد کرد، بلکه به دنبال پدیده‌هایی مانند عبور یک سیاره از مقابل ستاره‌اش خواهد گشت که سبب کاهش نور رسیده از آن به حسگرهای کپلر می‌شود. تغییر حاصله در نور خیلی کم خواهد بود، شاید مقداری در حدود 0.01 درصد، ولی آزمایش‌های تنظیم ماهواره نشان داده‌اند که نورسنج‌های کپلر (که نور ورودی را جمع‌آوری می‌کنند) به خوبی عمل می‌کنند و حساسیت مورد نیاز را برای تشخیص این تغییر ناچیز دارا هستند. در اولین آزمایش عملی این نورسنج، کپلر توانسته نور یک غول گازی را که در مدار 5.9 میلیون کیلومتری ستاره خود حرکت می‌کند، تشخیص بدهد.

این سیاره؛ که HAT-P-7b نام نهاده شده، در حقیقت در سال 2008 / 1387 کشف شده بود و پیش از این مشخصات مداری آن به خوبی شناخته شده بودند، و به همین دلیل، آزمایشی ایده‌ال برای کپلر به شمار می‌رود. منحنی نوری از این ستاره و سیاره‌اش (نموداری که نشان می‌دهد نور ستاره چگونه در جریان عبور سیاره تغییر می‌کند) که از یک تلسکوپ زمینی گرفته شده است، پراکنش‌های زیادی دارد که ناشی از اثرات جو زمین بر نور و بخصوص اعوجاج نور در اثر عبور از هوا است. از روی زمین می‌توان کاهش نور ستاره را هنگامی که سیاره از جلوی آن رد می‌شود دید، ولی هیچ یک از اطلاعات حقیقی منحنی نور را نمی‌توان تشخیص داد.

منحنی نوری که کپلر از ستاره HAT-P-7 و سیاره‌اش گرفته است، کاملا شفاف است و هنگامی که صد مرتبه بزرگ شد، کشف خیلی بزرگی را به همراه آورد. در آنجا به جای یک پالس خیلی تیز در میزان نور، افزایش و کاهش کاملا صاف و ملایمی در نور دیده شد، که ناشی از این بود که کپلر توانسته بود تغییر نور ناشی از تغییر فازهای سیاره را در جریان عبورش از مدار خود حول مرکز ستاره تشخیص بدهد. گرادیان این منحنی نشان می‌دهد که دمای سیاره در قسمت روشنش، تا 2300 درجه سلسیوس بالا می‌رود.

ولی این همه داستان نبود. تقریبا یک روز بعد از عبور، در حالی که منحنی نور یکصد مرتبه بزرگ شده بود، یک فرورفتگی دیگر در منحنی نور مشاهده شد، ولی این ناشی از یک عبور دیگر نبود. برعکس، در این هنگام سیاره غول‌آسا در نور ستاره ناپدید شده بود. به این ترتیب نه تنها کپلر توانسته بود نور ناشی از غول گازی را تشخیص بدهد، فازهایش را هم تشخیص بدهد و بفهمد که چه زمانی پشت خورشیدش پنهان شده است، که کاهش ناچیز در نور ستاره را نیز تشخیص دهد که مقدار آن، متناظر است با افت نور ستاره در اثر عبور سیاره‌ای در ابعاد زمین.

ویلیام بوروکی، پژوهشگر علمی ارشد پروژه کپلر در مرکز تحقیقاتی ایمز ناسا می‌گوید: «حسگرهای کپلر به خوبی کار می‌کنند، این ثابت می‌کند که ما می‌توانیم سیاره‌هایی در اندازه زمین را هم کشف کنیم. این اولین باری است که کسی توانسته است نوری از این سیاره را ببیند».

علی‌رغم این‌که تنها دو هفته از شروع ماموریت علمی کپلر می‌گذرد، این رصدخانه فضایی توانسته است صدها سیاره احتمالی را تشخیص بدهد، ولی تایید آنها مدتی به طول خواهد انجامید. هر نوع پدیده‌ای می‌تواند منجر به کاهش نور یک ستاره شود، از شهاب‌ها گرفته تا سیستم‌های دوتایی. برای حذف قاعده‌مند این احتمالات، باید 3 عبور متوالی مشاهده شوند تا بتوان تایید کرد که این یک سیاره است، و سپس آن را با تلسکوپ‌های بزرگ زمینی دنبال کرد و اطلاعات تکمیلی را استخراج کرد. بوروکی امیدوار است که بتواند اولین مجموعه از نتایج را، که کشف صدها و یا شاید هم هزاران غول گازی (مشابه سیاره مشتری)را که در نزدیکی ستاره‌های خود و چرخه‌های چند روزه و یا هفتگی می‌چرخند، تا اوایل سال آینده اعلام کند. ولی اگر به دنبال سیاره‌های قابل سکونت می‌گردیم، باید چند سال بیشتر صبر کنیم تا سیاراتی که مدارشان به اندازه‌ای از ستاره اصلی دور باشد که در آن آب به صورت مایع یافت شود، حداقل سه بار از مقابل ستاره خود عبور کرده باشند, برای مثال در مورد سیاره‌ای با شرایط کاملا مشابه زمین و مدار ستاره‌ای مساوی با آن، این امر سه سال طول می‌کشد. بروکی می‌گوید: «حداقل زمانی که بتوانیم بگوییم که آیا مشابهی برای زمین وجود دارد، سال 2012 خواهد بود».

دکتر آلن باس از محققین موسسه کارنگی در واشینگتن ولی به نکته بنیادی‌تری از یافت زمین‌های مشابه اشاره دارد: «در حال حاضر مهم‌ترین خبر این است که کپلر کار می‌کند. اکنون ما فقط باید بگذاریم که کار خود را انجام دهد».