مطالب علمی

سیارات خارجی چه هستند؟

در طول تاریخی که ما به ثبت رسانده ایم و شاید حتی قبل تر از آن، این سوال همیشه برای ما وجود داشته است که آیا جهان های دیگری که شاید مثل جهان ما باشد وجود دارد؟ ابتدایی ترین فهم ما از منظومه خورشیدی به ما نشان داد که مطمئناً جهان های دیگری به دور خورشید می گردند و دانش رو به افزایش ما از طبیعت آن جهان ها باعث شد که بفهمیم که تمامی آنها با زمین و اکثراً با دیگر سیارت نیز فرق دارند. وقتی که ما فهمیدیم که ستاره های آسمان، خورشید های دیگری هستند و اینکه کهکشان ها از میلیاردها ستاره تشکیل شده است ما تقریباً مطمئن شدیم که سیارات دیگری به دور این ستارگان می گردند. ولی با این حال این امر تا اوایل دهه 1990 به اثبات نرسید. سپس رادیو و ستاره شناسان اپتیک متوجه تغییر هایی در تابش پرتوهای ستاره ای شدند که نشانگر سیارات کشف شده کمی در آن زمان و سیارات بسیار زیادی در زمان حال است که در منظومه ستاره خود به دور ستارشان در حال گردش هستند. ما به این گونه سیارات "سیارات خارجی" می گوییم تا بتوانیم آنها را از همسایه های داخل منظومه شمسی خودمان جدا کنیم.

چطور می توانیم بفهمیم که سیارات دیگری به دور ستارگان دیگر می گردد؟

بیشتر سیارات خارجی شناسایی شده حضور خود را با تاثیر اندکی که بر روی ستاره خود می گذارند نشان می دهند. همانطور که سیاره در مسیر مداری خود پیش می رود ستاره یک حرکت مکمل از خود بروز می دهد. این حرکت در مقیاس ستاره/ سیاره ای بسیار کوچک است. در مقیاس منظومه خورشیدی خودمان خورشید به نسبت زمین با سرعت یک رقص آرام حرکت می کند. این حرکت خورشید آنقدر آرام است که بتواند از فواصل دور مشاهده شود. حرکت خورشید با مشتری هماهنگ شده است که بیشتر شبیه به دویدن با سرعت زیاد است. در موارد مطلوب این حرکت را می توان با روش های مختلفی شناسایی کرد. حرکت ستاره میزبان را می توان به عنوان یک تغییر در طیف نوریش ( تغییر اثر داپلر) و یا به صورت تغییر محلش از نظر ستاره شناسی قابل مشاهده است. در هر دو مورد این اندازه گیری ها بسیار ظریف بوده و به دستگاه های ظریفی نیز نیاز دارد. سیارات خارجی مدارشان به صورت تصادفی جهت دار است و برخی اوقات سیاره بین ما و ستاره میزبانش قرار می گیرد. سپس سیاره می تواند توسط بیشتر شدن نور ستاره شناسایی شود. چنین گذر هایی تا کنون مشاهده شده است و تعدادی سیاره توسط این روش کشف شده اند.

یک تاثیر دیگر که می تواند وجود سیارات دیگر در حال گردش به دور ستارگان دیگر را ثابت کند، خم شدن نور ستارگان پشت یک ستاره مداخله گر است. اگر ستاره مداخله گر دارای سیاره ای در مدار خود باشد می تواند اثر تحدب گرانشی را به طور قابل مشاهده ای جایگزین کند. درصد زیادی از چندین صد سیاره خارجی توسط روش داپلر کشف شده اند و دیگر روش ها به صورت مهمی در حال یاری به این کشفیات روز افزون هستند. 

چه چیزی می خواهیم در مورد سیارات خارجی بیاموزیم؟

یک درک کلی از سیارات خارجی به ما خواهد گفت که منظومه خورشیدی ما چگونه شکل گرفته است و چرا سیارات کوچک و صخره ای در نزدیکی خورشید و سیارات گازی دور از خورشید به وجود آمده اند و چرا زمین دارای مواد شیمیایی و شرایطی است که می تواند دارای زندگی باشد ولی دیگر سیارات خیر. نظریات شکل گیری سیارات و تکامل هنوز کامل نشده است ولی پیشگویی های دقیق می کنند. شناسایی سیارات خارجی در حال حاضر در حال امتحان کردن، تائید و در برخی موارد رد جزئیات این نظریات است.

شاید جالب ترین و سخت ترین سوال در این مورد باشد که آیا زمین واقعاً منحصر به فرد است؟ آیا این سیارات شبیه به زمین اند و بر روی آنها زندگی در جریان است؟

ما در مورد سیاره های خارجی در همسایگی مان چه می دانیم؟

هر چند جزییات کاملاً فهمیده نشده اند، این نکته معلوم شده است که ستاره ها مثل خورشید از صفحه های ابتدایی ستاره ای چرخان از گاز و غبار تشکیل شده اند.تصور می شود که زمین و سایر سیاره های منظومۀ خورشیدی از باقیمانده های این صفحه تشکیل شده اند و دلیلی وجود ندارد که فکر کنیم که فرایندی مشابه در جایی دیگر در کهکشان موثر نیست. بنابراین یک حدس اولیه ممکن است این باشد که سایر منظومه های سیاره ای احتمالاً مشابه منظومۀ خورشیدی ما می باشند.

به هر حال، نخستین شناسایی سیاره های خارجی جرمهایی را آشکار ساخت که کاملاً نامتشابه با هر سیاره ای در منظومۀ خورشیدی می باشند و کشفهای بعدی نشان داده اند که تعداد زیادی از منظومه های سیارۀ خارجی با منظومۀ ما خیلی نامتشابه هستند. در بعضی از منظومه های خارجی سیاره هایی با جرم هرمز(مشتری) آنقدر نزدیک دور ستاره شان می چرخند که تا دماهای بالایی گرم شده و جو بالایی آنها به سمت فضا مایل شده است. در منظومه های دیگر سیاره ها مدارهای طولانی شده تری را می پیمایند (بر  خلاف مدارهای تقریباً دایره ای منظومۀ خورشیدی). به هر حال مطالعه های ما در مورد سیاره های خارجی درست در ابتدای راه بوده و این ممکن نیست که مطمئن شویم چه چیزی به عنوان سیارۀ " نوعی" در میان ستاره های همسایۀ ما به اثبات می رسد. آیا اثبات خواهد شد که بیشتر منظومه های سیاره ای خیلی شبیه منظومۀ ما می باشند؟ یا اینکه ما در موارد زیادی بیش از آنچه که بتوانیم تصور کنیم استثنا هستیم. تنها مطالعه در سالهای آینده این را به ما می گوید. تعدادی مدرک جزیی در حال جمع آوری است که نشان می دهد منظومه های خورشیدی که یاد آور منظومۀ خورشیدی هستند یافت خواهند شد. یکی از کشفهای اخیر نشان داده است که ستارۀ خرچنگ 55 که 41 سال نوری از ما فاصله دارد یک منظومۀ 5 سیاره ای دارد با توزیع هایی تا حدی مشابه با سیاره های داخلی منظومه های خورشیدی(هرچند که جرم آنها خیلی بیشتر است). از آنجاییکه اندازه گیریهای ما به جرمهای کمتر حساس شده، تعدادی از ستاره شناسها بر این باورند کهما تعداد زیادی از چنین منظومه هایی را با یک مکمل ذاتی از سیاره ها خواهیم یافت(شاید حتی از نظر دینامیکی کامل باشند- که این به این معناست که همانطور که حاوی تعداد زیادی سیاره است می تواند به طور همزمان در هماهنگی مداری نیز وجود داشته باشد).

در گزارشهای دیگر تعدادی از سیاره ها با جرمی نزدیک جرم زمین شناسایی شده اند. نتیجه ها کم هستند اما چون اندازه گیری ها خیلی مشکل هستند، شناسایی ها مهم بوده و امکان دارد نشان دهدۀ تعداد بیشتری سیاره باشد که در آینده یافت خواهند شد باز هم تنها سالها مطالعه این را خواهد گفت.

اکتشافات اخیر:

18 جولای 2012: سیاره خارجی به شدت داغ و به شدت نزدیک است.

28 ژوئن 2012: هابل و سویفت اولین و تنها تغییر در اتمسفر یک سیاره خارجی را شناسایی کردند

21 ژوئن 2012: ستاره شناسان یک جفت سیاره خارجی عجیب پیدا کردند

21 می 2012: کپلر سیاره با پتانسیل تبخیر شدن پیدا می کند

7 می 2012: جادوگر یک سیاره خودش را مخفی می کند

28 فوریه 2012: 1091 نامزد جدید سیاره توسط کپلر

21 فوریه 2012: یک سری تازه از سیارات خارجی

26 ژانویه 2012: کپلر 11 منظومه سیاره ای را معرفی کرد که دارای 26 سیاره است

11 ژانویه 2012: کهکشان راه شیری حد اقل 100 میلیارد سیاره دارد.

            11 ژانویه 2012 KOI-961 با سه تا از کوچکترین سیاره ها هنوز مشخص هستند.

            11 ژانویه 2012 کلاس جدیدی از منظومۀ سیاره ای

            20 دسامبر 2011 کپلر-20 منظومه ای با 5 سیاره، 2 تا از آنها به اندازۀ زمین

             5 دسامبر 2011 کپلر-22b، نخستین سیارۀ کپلر در منطقۀ قابل سکونت یک ستاره شبه خورشیدی

             4 نوامبر 2011 کپلر-17b، سیارۀ کلاس هرمز(مشتری) به دور یک ستارۀ فعال می چرخد.

             4 اُکتبر 2011 کشف کپلر-18b،c  و d

             13 سپتامبر 2011 CoRoT-2a