6 دقیقه
تصور کنید دوربینی را به قلب شلوغ کهکشان راه شیری نشانه بگیرید و ناگهان به گنجینهای از جهانهایی برسید که هرگز از وجودشان خبر نداشتید. این همان وعدهای است که بر فراز تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا قرار دارد: نه چند کشف پراکنده، بلکه سیلی از سیارههای فراخورشیدی از نواحیای که تاکنون بهسختی کاوش کردهایم.
چرا این موضوع مهم است؟ زیرا تقریبا همه نزدیک به ۶۳۰۰ سیاره فراخورشیدی که تاکنون کشف شدهاند، به دور ستارههایی در همسایگی ستارهای محلی ما میچرخند. رومن این الگو را میشکند و نگاه خود را بسیار دورتر در سراسر کهکشان میدوزد؛ از میان انبوه متراکم ستارهای در برآمدگی کهکشانی و به سوی سوی دیگر راه شیری. دستاورد این مأموریت فقط افزایش تعداد کشفها نیست. این فرصتی است برای دیدن اینکه شکلگیری سیارهها در زیستگاههای متفاوت کهکشانی چگونه تغییر میکند؛ جاهایی غنیتر از عناصر سنگین، جاهایی کوبیدهشده با تابش شدید و مناطقی با تاریخچههای ستارهای بسیار متفاوت.
رومن میلیونها ستاره را زیر نظر خواهد گرفت. این تلسکوپ به دنبال دو نشانه بسیار ظریف از سیارههای دوردست میگردد: افتهای کوچک در نور ستاره هنگامی که سیاره از برابر ستاره خود گذر میکند، و درخششهای کوتاهمدتی که بر اثر ریزهمگرایی گرانشی رخ میدهد، زمانی که یک ستاره پیشزمینه و سیارههایش نور ستارهای پسزمینه را خم و تقویت میکنند. هر یک از این روشها نوع متفاوتی از سیارهها را شکار میکند. گذرها برای غولهای داغ و نزدیک به ستاره که بارها آن را دچار گرفت میکنند ایدهآل هستند. ریزهمگرایی به شکل منحصربهفردی به سیارههای دور از ستارههایشان حساس است؛ جهانهای سرد در مدارهای گسترده، حتی سیارههایی به کوچکی زمین یا مریخ، و اجرامی پنهان در کمربند زیستپذیر ستاره که روشهای دیگر اغلب از دست میدهند.
رومن میتواند حدود ۱۰۰ هزار سیاره گذری و بیش از ۱۰۰۰ کشف ریزهمگرایی را به فهرست ما اضافه کند و نقشه جمعیتی جهانها در سراسر راه شیری را دگرگون سازد.
در پسِ آمار کشفها، روایت بزرگتری جریان دارد: شیمی و تاریخ. ستارههای نزدیکتر به مرکز کهکشان معمولا از عناصری سنگینتر از هیدروژن و هلیوم غنیترند؛ همان مصالح سازنده سیارههای سنگی و هستههای غولهای گازی. دورتر از مرکز، در حاشیه بازوهای مارپیچی که خورشید ما در آن جای دارد، ستارهها در مقایسه فلز کمتری دارند. این تفاوتها بر نوع سیارههایی که شکل میگیرند، اندازه آنها و شاید حتی معماری منظومههایشان اثر میگذارند. خلاصه اینکه: مکان اهمیت دارد.
پیمایش رومن از برآمدگی کهکشانی، مناطقی را بررسی میکند که چگالی ستارهای، فلزینگی و محیط تابشی آنها با همسایگی خورشیدی تفاوت چشمگیری دارد. آیا سیارهها در آنجا بزرگترند؟ پرشمارترند؟ کمیابترند؟ این تلسکوپ به همه ظرایف پاسخ نخواهد داد، اما با نمونهبرداری از میلیونها ستاره دور، به اخترشناسان امکان میدهد کل جمعیتها را با هم مقایسه کنند؛ نوعی هواشناسی آماری، نه مطالعه چند مورد منفرد.
جنبهای جوی نیز در میان است. رومن در ثبت اثر انگشتهای شیمیایی بسیار دقیق، جایگزین تلسکوپهایی مانند جیمز وب نیست، اما نقشی مهم و مکمل دارد. ابزارهای فروسرخ این تلسکوپ گرفتهای ثانویه و تغییرات فازی هزاران جهان گذری را ثبت خواهند کرد، بهویژه مشتریهای داغ. این دادهها اختلاف دما میان سمت روز و شب، نشانههایی از بادها و الگوهای گسترده رفتار جوها را در نمونهای عظیم آشکار میکنند. جیمز وب را مانند کارآگاهی تصور کنید که از مظنونان تکبهتک بازجویی میکند؛ رومن سرشماریکنندهای خواهد بود که روندهای یک شهر کامل را گردآوری میکند.
خود این روشها نیز درهایی را به روی اجرامی باز میکنند که فقط بهندرت glimpse کردهایم. ریزهمگرایی میتواند سیارههای سرگردان را آشکار کند؛ جهانهای آوارهای که به هیچ ستاره میزبان وابسته نیستند، و همچنین سیگنال گرانشی سیاره را از سیگنال ستارهاش جدا میکند. همین ویژگی کشف سیارههای کمجرم در فاصلههای زیاد را ممکن میسازد. اینها همان منظومههایی هستند که از بسیاری از سامانههای داغ و فشرده مورد علاقه پیمایشهای پیشین، شباهت بیشتری به منظومه شمسی خودمان دارند.
آماده شدن برای پردازش سیل دادهها از همین حالا یک تلاش بزرگ است. گروهها در حال ساخت مجموعهدادههای مصنوعی، اجرای شبیهسازیها و آموزش مسیرهای پردازش مبتنی بر یادگیری ماشین هستند تا سیگنالهای واقعی را از نمونههای فریبنده جدا کنند. هدف این است که از همان روزی که تصاویر رومن شروع به بازگشت میکنند، همه چیز آماده باشد. و چون همه دادههای رومن بهصورت عمومی منتشر خواهد شد، اخترشناسان حرفهای و دانشمندان شهروند میتوانند همراه با هم وارد این دادهها شوند. منتظر شگفتی باشید. شگفتیهای بسیار.
این مأموریت پژواکی تاریخی نیز دارد. تلسکوپ فضایی کپلر همه چیز را تغییر داد، زیرا نشان داد سیارهها رایجاند؛ حتی رایجتر از ستارهها. کپلر به ما آموخت که باید انتظار تنوع داشته باشیم. رومن این درس را عمیقتر و دورتر میبرد، به محلههای کهکشانیای که کپلر هرگز ندید، و حدود ۱۰۰ میلیون ستاره را در برآمدگی کهکشانی و فراتر از آن رصد میکند. اگر کپلر انقلاب سرشماری سیارهای در همسایگی محلی بود، رومن بهاحتمال زیاد گسترش همان انقلاب به پهنه گستردهتر راه شیری خواهد بود.
درباره منشأ خودمان چه خواهیم آموخت؟ منظومه شمسی ما اکنون در جایگاه فعلی خود قرار دارد، اما شیمی ستارهای نشان میدهد شاید در نزدیکی مرکز کهکشان شکل گرفته و سپس به بیرون مهاجرت کرده باشد. رومن با مقایسه جمعیتهای سیارهای در مناطقی با اثر انگشتهای شیمیایی متفاوت، به آزمون نظریههایی کمک میکند که میپرسند منظومههایی مانند منظومه ما در کجا احتمالا شکل میگیرند و مسیر ما تا چه اندازه رایج یا کمیاب است.
در عمل، این به معنای گونههای تازهای از علم پیگیری است: هدفگیری کشفهای جذاب رومن با تلسکوپهای با وضوح بالا، استفاده از نمونههای آماری برای اصلاح مدلهای شکلگیری سیارهها، و گسترش مطالعات جوی از چند هدف شاخص به هزاران جهان. این تلسکوپ نمیآید تا کتابی را ببندد، بلکه میآید تا گرد و غبار را از قفسههایی کامل بزداید که هنوز بازشان نکرده بودیم.
مأموریت رومن نهتنها سرشماری سیارهای ما را تقویت خواهد کرد، بلکه پرسشهای ما را درباره اینکه سیارهها کجا زندگی میکنند، چگونه شکل میگیرند و در شرایط متفاوت کهکشانی چگونه رفتار میکنند، بازنویسی خواهد کرد. نخستین دادهها همچون سیلابی از راه میرسند و برای کسانی که آسمان را میپایند، بهترین بخش ماجرا غربال کردن همزمان آنها و جستوجوی چیزهای غیرمنتظره خواهد بود.
منبع: scitechdaily
نظرات
آرمان
شبیه یه سرشماری واقعیست، اما با طعم آمار. کپلر درس داد، رومن قراره از نقاطی پرسوجو کنه که تا حالا ندیدیم. عجله نکنیم، ابزار و آمادهسازی مهمه.
اخترسنج
این همه ادعا واقعیه؟ ریزهمگرایی و گذرها خوبن اما خطا و اثرات فریبنده زیادن، چطور جداشون میکنن؟
دیتاپالس
وااای فکر نمیکردم رومن اینقدر داده ریز و فراگیر بیاره! هیجانزدهم، همزمان میترسم از سیل اطلاعات... آمادهایم؟
ارسال نظر