سیارات فراخورشیدی[مقاله]


سیارات فراخورشیدی[مقاله]




منبع: www.astronomynow.com
مترجم: محسن شباني
يكي از سحر آميز ترين حوضه هاي تحقيقات نجومي در سالهاي اخير، تحقيق در مورد سياره هاي ديـگري شبيه به زمين است كه بدور ستاره اي شبيه به خورشيد مي چرخند، مي باشد.
در سالهاي اخير، حدود 100 سياره كشف شده اند كه در مدارهايي، حول ستارهاي ديـــگر مي چرخند، اما هيچـــكدام از اين شبه سيــارات به طور جزئي شبــيه زمين نيستند. بر طبق آخــرين شبيه سازيهاي رايانه اي
توسط پروفسور جونز(Barrie Jones) و پروفسور نيك اسلـــيپ(Nick Sleep) از دانشـــگاه آزاد، ميليونها جهان زمــيني شكل مي توانند در كهــكشانها پراكنده شده باشند، ولي براي شنـــاسايي آنها فقط بايد منتظر پيشرفت كافي تلسكوپ ها باشيم.
پروفسور جونـــز مي گويد:« با اينكه ما هنوز قابليت آشــكار سازي كششـهاي جـذر و مـدّي، مانند زمين را نداريم، اما مي توانيم به طور تئوري، اين موضوع كه، منظومه هاي سياره‌اي، يك سياره شبيه زمين دراند را، اثبات نماييم.
پروفسور جونز و پروفسور اسلــيپ مشغول استفــاده از يك برنامه‌ي رايانه‌اي هستند تا زمينهايي را كه كاملاً شرايط زمين در مظومه‌ي شمسي را دارند در منظومه‌هاي سيــاره‌اي شناخته شده برنامه دهند، براي كه بفهمند اين سياره‌ي كوچك،‌ يعني زمين قبل از اينكه توسط چنـگال كششي عظيم همسايگان غول پيكرخودجذب شوند، چه مدت دوام مي آورد.
در همايش كشوري انــگلستان در شهـر بريستول، پروفـسور جونز گــفت:« نتايج شبــيه سازي آنها در مورد مــدارهاي سيـاره‌اي همراه با مناطق قابل زندگي نزديك ستارگـــان(كه عموماً با نام مناطق گـــولدي لاك معروفند)، مناطقي هستند كه دماي آنجا اجـازه مي‌دهد، آب به صورت مايـع روي سيـارهاي زمـيـني شـكل موجود باشد.»
هر سياره اي كه در اين مناطق يافـت شده است، جاي طبيـــعيِ بالــقوه اي براي زندگي مي توانـد باشد، در برخي منظومه‌ها،‌يك يا بيشتر از سيـاره‌هاي غول پيـكر خـيلي نزديك و چسبـــيده به مناطــق قابل سكـونت هستند، به همين علت زمين نمي تواند در يك مدار پايدار باقي بماند.
اما در منظومه هاي ديگر، امكان بقاي درازمدت وجود دارد، بنا براين منظومه ها بايد از اهداف مهم و درجه اول، در تحقيقاتِ زندگي آنسوي منظومه هاي شمسي باشند.
منظومه‌اي تاكنون خيلي شبيه به منظومه ي شمسي بوده است منظومه‌ي Urasae Majoris 47 مي باشد. اين منظومه داراي يك ستاره از نوع خورشيـــد ولي مسن تر از خورشيـــد مي باشد كه با نام UMa 47 معروف است.
اين به آن معناست كه اين ستاره كمي داغتر و درخشان تر از خورشيد است، بنا براين منطقه‌ي قابل سكونت اين منظومه بايد كمي دور تر از اين ستاره به نسبت فاصـله‌ي زمين تا خورشيـــد بايد باشد. اين منــــظومه از حدود1AU تا حدود 1.9AU گسترده شده است، در حاليكه منظــــومه‌ي شمسي امروزي ما، از 0.8AU تا 1.7AU كشيده شده است( به طور تقريبي فاصله‌ي بين مدار ناهيد تا مدار مريخ).
1AU برابراست با ميانگين فاصله‌ي بين‌خورشيدوزمين‌است‌كه‌ حدود 93 مايل‌يا 150 ميليون‌كيلومترمي باشد.
منظمومه‌ي Uma47 به داشتن دو سياره‌ي غول پيــكر در مــدارهاي اطـــراف خـود معروف است. سياره‌ي داخلي حداقل 54/2 برابر حجم مشتري را داراست در حاليكه سياره‌ي خارجـي از سياره‌ي مشتري كوچكتر و شايد كم حجمتر باشد.
هر دوي اين ســيارات غول پيــكر به نسبــت فاصلــه‌ي مشـتري تا خورشيد، بهUMa47 نزديكتر هستند. در دوره‌هاي منظومه‌ي شــــمسي، سياره‌ي غول پيـــكر داخلي منظـــومه‌ي UMa47 را مي‌توان معادل كمربند سياركها در نظر گرفت و سيـــاره‌ي غول پيــكر خارجي اين منظومه را در مداري بين اين كمربند و مشتري برنامه داد، بنابراين اين سيارات غول پيكر از محــدوده‌ي خارجي منطقه‌ي قابل زندگيِ منظومه هاي ستاره اي دور نيستند. با اين وجود پروفسور جونز واسليـــپ يافته اند كه علي رغم نسبت همسايــــگي و حجــم هاي بزرگشان، يك سياره‌ي زميني شكل مي تواند در مدارهاي مختلف و متعددي در مناطق قابل زندگـي، باقي بماند.
پروفسور جونز مي گويد:«يك نـظام براي كشـــف سيارات شبه زمين و پيدا كــردن محـــلي براي زندگـي حتماًارزشمند و قابل تأمل ومي باشد.»
روي هم رفته تيم OU ( (open universityبا تكيه بر بــررسي چندين منظومه‌ي ســـياره‌اي تـخمين مي زند كه بخش مناسب اين منظومه‌ها مي تواند زمينهاي قابل سكونت را شامل شود، حتي اگردرتمام اين منظومه‌ها سيارات غول پيكري كه به اندازه‌ي فاصله‌ي مشتري تا زمين نزديكتر باشند.
اگر اين نتيجه گيري درست باشد، شبه زمين هاي قابل سكونت ميتوانند در كهكشان زياد باشند.
پروفسور جونز مي گويد:«حداقل 100 بيليون زمين در راه شيـري مي تواند موجود باشد و شايـــد هم خيلي بيشتر.اگر ما منظومه‌هايي شبيه منظـومه‌ي خودمان هستنــدپيدا كنيم، بايد سياره‌اي غول پيكر به اندازه‌ي قابل قبولي از مناطق قابل سكونت فاصله داشته باشد.
همه‌ي سيارات شناخته شده بزرگــتر و حجيم تر از زمين هستند. روي كاغذ، حجم و قطر آنها شبيه سيارات غول پيكر خودمان يعني مشتري و كـــيوان هستند و غالباً از هيدروژن و هليوم تشكيل شده اند، درست شبيه ساختار ستارگان، در حاليكه زمين از مواد سخت درست شده است.
گروه نجوم دانشگاه آزاد تحقيقات دقيــــق وگـــسترده‌اي براي بررسي سيارات تشــكيل داده است تا عبور سيارات را از مقابل ستــاره‌هاي مادر را مورد مطــالعه قرا دهند. دانشـــگاه هايي كه در اين تحقيق همكاري مي‌كنند عبارتند از: بلفاست،‌ لِستر ،كمبريج و سنت اندروز.
اگر چه قاعده‌ي عبور، براي كشـف سيـــــارات بزرگ منــــاسب است، اما اين تكنيك مي تواند به زودي سياره‌هايي كه از زمين خيلي بزرگتر نيستند را كشف نمايد.



بارش شهابي برساووشي

1:

آشكار سازي جهانهاي دور
نايشانسنده : سارا سيگر
مترجم :آرش فراست
منبع : مجله S & T فوريه 2006
لازم به ذكر هست اين نايشانسنده( Sara Seager) اختر فيزيكدان عضو دانشگاه كارنيج (Carnegie) واشنگتن و متخصص مطالعه بر رايشان سيارات فراخورشيدي هست
ستاره شناسان تا كنون بيش از 160 سياره بيرون از منظومه خورشيدي كشف كرده اند.واقعاً اين دنياها چه شكلي هستند؟
تاسال 1999 ،ستاره شناسان قاطعانه وجود30 سياره فراخورشيدي را تصديق كرده بودند.


محاسبه شعاع زمین با استفاده از روش آراتستن
اما ما واقعاً هيچ چيز درباره ي اونهابه جز جرم و مدارشان نمي دانستيم .


طیف نگاری دریچه ای به سوی ستارگان
براي اينكه حتي به آسانترين سوالات درباره خصوصيات فيزيكي اونها جواب دهيم، مي بايست سياره اي داراي گذر (Transit) كشف مي كرديم كه از مقابل ستاره ي اصلي بگذرد به طوري از رايشان زمين قابل مشاهده باشد.


مقیاس جهان
طبق قوانين احتمالات و تعداد در حال افزايش سيارات بيروني (فرا خورشيدي )، مي دانستيم كه جسم عبور كننده بالاخره در هر وقتي كشف خواهد شد.


::. تا کجا را می توانیم ببینیم ؟
من(نايشانسنده مقاله) اون قدر به اين يقين داشتم كه سپس تعطيلاتي يك ماهه ودوري از تلفن،ايميل و روزنامه،اولين سوالي كه پرسيدم اين بود: آيا در اين مدت ستاره شناسان سياره اي داراي ترانزيت كشف كرده اند؟!
حالا ما بيش از 160 سياره ي بيروني پيدا كرده ايم و ميل ما براي توصيف اونها شدت يافته هست.نزديك30مشتري مانندداغ مثل51فرس b شناخته شده اند.
كشفيات اخير اين طبقه بندي را به اجرام داغ هم جرم نپتون و حتي اجرام داغ باجرم فوق زمين گسترش داده هست.
برخلاف همدمان منظومه اي اونان، بيشتر اين سيارات مداراتي با خروج از مركز خيلي بالا دارند و به طور شفرمود انگيزي به ستاره ي مادر نزديكند- در فضاي كوچكي براي سيارات كوچك مثل زمين.


اسکیچ یا طرح نقشه ای از آسمان !!!
مطلب مورد اشتراك تمام اين كشفيات اين هست كه ساختار اين سيارات گوناگون و تصادفي هست، ظاهراً اين احتمالات ، جرم، اندازه، فاصله از ستاره و خصوصيات ديگر را شامل مي شود.


گرانش منفي
تقريباً تمام سيارات بيروني به طور غيرمستقيم و از طريق روش اثر داپلر كشف شدند، روشي كه دو شخص با نامهاي آرپاول باتلرR.paul Butler) )و جفري دابليو مارسي(Geoffrey W.Marcy) از طريق اون ،ستاره اي را براي بررسي حركت جزيي تحريك شده توسط سياره اش، مورد مطالعه برنامه دادند.


ساخت سياهچاله مصنوعي
نوسان يك ستاره تنها به مدار و حداقل جرم سيارات شناخته نشده اون باز مي گردد.

اين اندازه گيري ها سوالات زيادي را بي جواب مي گذارند.

آيا اين سيارات،گازي واصولاً شبيه برجيس و كيوان هستند يا سنگي و مثل سيارات زميني يا چيزي بين اين دو هستند ؟ اگر در صفحه اي مستدير،اونگونه كه درفرضيه شكل گيري ستارگان لازم هست ،شكل گرفته اند ،چگونه داراي خروج از مركزي به اين بالايي هستند ؟ آيا به مكان فعلي خود مهاجرت كرده اند؟ طبيعت و تركيبات اتمسفر اونان چگونه هست؟ آيا مشتري مانندهاي داغ،اتمسفرهاي ضخيم دارند،يا اينكه اتمسفر اونان توسط گرماي ستاره ي مادر شان بخارشده؟آيا داراي حلقه ياقمرهايي هستند؟بااين احتمالات جالب،ستاره شناسان مي خواهند فقط از دانستن اينكه اين سيارات وجود دارند فراتر روند.

ما مي خواهيم اين داده ها را مثل سيارات منظومه ي خودمان، به جهان واقعي تعميم دهيم.

متاسفانه ما فعلاً نمي توانيم از لوازم معمولي مان براي مطالعات اجرام دوراستفاده كنيم-همچون طيف سنجي-چون درخشندگي و تشعشعات زياد ستارگان همجوار تابش ضعيف اين سيارات را مي پوشاند.

براي بدست آوردن طيف يك سياره ي بيروني در طول موجهاي مرئي، يك تلسكوپ با آينه هايي جندين هزار بار صاف تر و تكنيكهايي يك ميليون بار بهتر از تكنيكهاي سد كننده ي نور ستارگان نسبت به تلسكوپهاي فعلي نياز هست.

خوشبختانه طبيعت با دسته اي از سياراتش خيلي سخاوتمند هست و مجموعه اي از سيارات داراي ترانزيت فراهم مي كند كه ما مي توانيم قبل از عكسبرداري مستقيم و انجام طيف سنجي ، مطالعاتي اجرا کنيم.


در اواخر سال 1999، اخترشناسان فراخوان كردند كه سياره ي اچ دي 209458 بي از مقابل ستاره اش عبور مي كند.

با داشتن دوره ي تناوب 3.5 روزه به دور ستاره اي درخشان(قدر 7.6)،Rosetta stone براي نشان دادن مشخصه هاي سيارات فرا منظومه اي تبديل شده هست.

و تعداد در حال افزايش سيارات داراي گذر اين شكل را كامل مي كند.
چه چيز پنهان مانده هست؟
سيارات داراي ترانزيت تنها اجرامي هستند كه ستاره شناسان خصوصيات فيزيكي اونان را مي توانند اندازه بگيرند.

چگالي(جرم بر حجم) پايه ي ترين پارامتر فيزيكي در بين تمامشان هست، چرا كه به ما درباره ي تركيبات عمده ي سياره مي گايشاند.

اخترشناسان مي توانند جرم سياره ي ترانزيت كننده را از انداره گيريهاي سرعت شعاعي سياره تعيين كنند و مقدار تضعيف نور ستاره به ما اندازه ي سياره را مي دهد.


از اين روش ما فهميديم كه 8 تا از 9 سياره ي داراي ترانزيت چگاليهاي كمي دارند پس بايد اجرام گازي باشند كه از تركيب هليوم و هيدروژن اند( مثل مشتري و زحل).اما دو تا از سيارات بيروني چنان عجيب و غريب هستند كه جرقه اي براي تحقيقاتي گسترده اند.

اولين كشف شده ها، اچ دي 209458 بي، قطرهايي 35% بيشتر از قطر مشتري و جرمهايي دو سوم مشتري دارتد.

اين اعداد نشان دهنده ي چگالي كم 0.33 گرم در هر سانتيمتر مكعب هست (كم چگاليترين سياره ي منظومه ي ما سياره كيوان هست،كه چگالي اش 0.69 g/cm3 هست).اچ دي 209458 بي، نسبت به وزنش خيلي بزرگ هست.
غولهاي گازي داغ و بزرگ متولد مي شوند، اما در پيري سرد و منقبض مي شوند.

اين سياره هم احتمالاً قريب به اندازه و دماي برجيس منقبض و سرد شده هست،اما منبع گرمايي ديگر(علاوه بر ستاره نزديكش) كه مستمراً به داخل سياره منتقل مي شود محتمل ترين راه براي متورم ماندن سياره هست.

منبع اين انرژي از كجاست؟ شايد بادهاي ستاره اي كسر كوچكي از انرژي ستاره را به سياره منتقل مي كنند.

عمل همرفتي هم مي تواند اين انرژي را به مركز سياره منتقل كند.

ولي چرا چنين فرايندگرمسازي كلي برديگرسيارات داراي ترانزيت شناخته شده تاثير نمي گذارد .

محتمل ترين توضيح گرم سازي كشندي هست.

با اين مجاورت نزديك، ستاره ي مادر برآمدگي كشندي در اتمسفر مشتري مانند داغ ايجاد مي كند.

با هستمرار اين تورم طي ميليونها سال، ستاره ، مشتري مانند داغ را به كسب مداري مستدير وادار مي كند.

در بيشتر موارد ستاره تكاني سخت و شديد به محور چرخشي سياره وارد مي كند كه اونرا عمودي كرده و به صفحه اي مداري تبديل مي كند.

اچ دي 209458 بي مداري دايره اي دارد، همانطور كه انتظار مي رفت، ولي انحراف محوري اش اندازه گرفته نشده هست.

اگر محور سياره در اثر تشديدكج شده باشد، تورم كشندي توسط ستاره اي كه مي خواهد جنوب و شمال سياره را در تمام 3.5 روز سال اون در هم ريزد، بالا مي رود، و باندازه كافي گرماي دروني براي متورم نگاه داشتن سياره را توليد مي كند.

به ندرت عواملي مثل تاريخ جابجايي سياره، وقت تصادم و وجود سيارات اضافي يك مشتري مانند داغ را به اين حالت غيرعادي در مي آورد، كه مي تواند توضيح دهد كه چرا اچ دي 209458 بي تنها سياره ي داراي ترانزيت بيروني با اين چگالي هست.

اخترشناسان حتي از دومين سياره ي غول پيكر داراي ترانزيت غيرعادي، بهت زده تر شدند،اچ دي 149026 بي- عجيبترين حيوان در باغ وحش سيارات هست.

اين سياره به طور شفرمود انگيزي نسبت به حجمش چگال هست(1.4 g/cm3) كه بايد 50 تا 70 %ش از عناصر سنگين تشكيل شده باشند.اچ دي 149026 بي اين قدر با سياره ي ترانزيت كننده تفاوت دارد،كه به طور برجسته از هيدروژن و هليوم تشكيل شده اند.

اخترشناسان هنوز به توافق نرسيده اند كه چگونه اج دي 149026 بي مي تواند با چنين مواد سنگيني شكل گرفته باشد(قابل قياس با تمام موادي كه در سيارات منظومه ي شمسي ما تركيب شده اند).

اين يك نمونه مخالف با فرضيات متداول هست كه تمام سيارات بيروني پرجرم غولهاي گازي مانند مشتري و زحل هستند.


*كاهش نور ستاره
فراتر ازاندازه گيري چگالي اختر شناسان مي توانند اتمسفرهاي سيارات مشتري گون داغ داراي ترانزيت راشناسايي كنند.وقتي يك سياره ازجلايشان ستاره مادرش عبورمي كند، مقدار كمي ازنور ستاره بااتمسفر بالايي برخورد مي كند.گازهاي اتمسفري،كمي ازاين نور را در طول موجهاي خاصي جذب مي كنند كه خطوط جذبي خيلي ضعيفي رايشان طيف ستاره ايجاد مي كند.با مقايسه ي طيفهاي گرفته شده قبل و در طول ترانزيت، ستاره شناسان مي توانند مواد شيميايي در اتمسفر سياره را شناسايي كنند.با پيش بيني هاي جسورانه در شناسايي اتمسفر يك سياره ي بيروني،من (نايشانسنده مقاله)در سال1999مقاله اي درهاروارد-اسميت سونيان(Harvard-Smithsonian) مركز دانشگاه اخترفيزيك ديميتار ساسلوف) نوشتم.

ما پيش بيني كرديم كه سديم تركيبي بسيار قايشان هست، اگر تركيب عمده ي جذب شده در طول موجهاي مرئي نباشد.

ما پايه پيش بيني را پايه اً دماي سياره برنامه داديم.



يك گايشان گازي بايددمايي برابر ْ1000 تا1500ْ كلايشانن در فاصله مشتري مانند داغ با ستاره ي مادر داشته باشد.

در اين دماها، بخار آب، مونوكسيد كربن، فلزات قليايي و احتمالاً متان بايد گازهاي اصلي جذب كننده نور ستاره باشند.

اما فقط سديم فلزات قليايي و پتاسيم،نور را قايشاناً در طول موجهاي مرئي جذب مي كنند.فقط دو سال بعد ديايشاندچاربوناوDavid Charbonneau) ) از مركز اخترفيزيك هاروارداسميت سونيان و تيموثي براون( Timothy Brown)از مركز ملي تحقيقات اتمسفري و همكارانشان شناسايي اولين اتمسفر يك سياره بيروني را فراخوان كردند.

سپس ساختن مدلهاي كامپيوتري از اتمسفرهاي مشتري مانندهاي داغ در طول چند سال ، من از يك رصد جدي،خيلي هيجان زده شدم.

با هستفاده از تلسكوپ فضايي هابل، گروه كاربناو و براون در اتمسفر سياره ي اچ دي 209458 بي سديم را همانطور كه ما پيش بيني كرده بوديم ،شناسايي كردند.

اين كشف مهم در تاريخ به ما اولين دسته بندي از اتمسفر مشتري مانندهاي داغ را داد.شناسايي سديم تصايشانر پايه ي ما از اين جهانها را حمايت مي كرد.

اما همانگونه كه انتظار مي رفت، اندازه گيري به ما نشان داد كه مدل نمونه ما اشتباه و خط جذبي سديم از اونچه پيش بيني مي شد خيلي ضعيفتر بود.

ابرهاي داغ متشكل از غبار سيليكات يا غبار آهن مايع مي توانست با جلوگيري از مشاهده قسمت عظيمي از جو ، نشان سديم را كاهش دهد(مثل تكه اي از ابر كه از ديد يك هواپيما جلايشان مشاهده زمين را مي گيرد.

دوران اتمسفري سردتر از دماهايي كه انتظار مي رفت ،اثرات شيميايي از تشعشعات پرتو فرابنفش ستاره مادر، يا مقدار كمي سديم مي توانست عمل جذب راكاهش دهد، اما هنوز اطلاعات كافي براي تعيين توضيحات درست در دست نيست.
كشف اخير يك مشتري مانند داغ داراي ترانزيت در كنار ستاره ي قدر هشتم HD 189733 به ما موقعيتي طلايي براي مطالعه ي اتمسفر سياره هاي فراخورشيدي، با هستفاده از مزاياي كسوف ثانايشانه، اهدا مي كند.


* آينده اي جالب
سيلي از اطلاعات درباره ي HD209458b در سال جديد دسته بندي اتمسفر يك سياره فراخورشيدي را براي اولين بار با جزييات، مقدور مي سازد.

با هستفاده از سه لوازم تلسكوپ فضايي اسپيتزر، ما مي توانيم به همان خوبي كه دماي سطح سياره را اندازه مي گيريم، به وجود بخار آب، مونوكسيد كربن و متان هم اشاره كنيم.

به علاوه تلسكوپ كوچك كانادايي موست most ( Microvariability and Oscillations of STars) هم HD 209458b را در طول موجهاي مرئي و با هستفاده از گرفتهاي ثانايشانه مكرر ،رصد كرده كه نورمنعكس شده سياره راتخمين مي زند.

پس از تكميل تجزيه و تحليل، اين مي تواند به ما نشان دهد كه آيا ابري وجوذ دارد يا نه؟ بعلاوه، براون و همكارانش در حال بررسي طيفهاي هابل هستند كه چند سال پيش در هنگام ترانزيتهايي و براي اندازه گيري ميزان بخار آب گرفته شد.

اسپيتزر با دو تا از ابزارهايش TrES-1 را هم رصد مي كند.همينطور در ماههاي آتي اسپيتزر هفت مشتري مانند داغ بدون ترانزيت را نيز براي پيدا كردن بروندادهاي مختلف نور در مدارشان رصد مي كنند.

اين سيارات مشتري مانند بايد به طرز جزر و مد گونه اي نسبت به ستاره ي مادرشان برنامه گرفته باشند، بطوريكه هميشه يك سمت خود را به ستاره مادرشان نشان مي دهند، مثل ماه كه از رايشان زمين تنها يك سمتش قابل مشاهده هست.باقسمتهاي ابدي شب و روز،سياره دو دماي كاملاً متغير راتجربه مي كند .

بادهاي خيلي سريع، كه شايد سرعتشان به سرعت صوت نيز برسد، ممكن هست گرما را از طرف روز به طرف شب پخش كند.

اندازه گيري هر اختلاف مداري مي تواند به اخترشناسان كمك كند كه دريابند انرژي جذب شده ي ستاره اي،در سياره جريان دارد.

در چند سال آينده، تحقيقات درباره سيارات ترانزيت دار كه در رايشان زمين انجام مي گيرد، سيارات فراخورشيدي بسياري آشكار خواهند شد.

بايشانينگ 747 اصلاح شده ي ناسا به نام سوفيا (Stratospheric Ovservatory for Infrared Astronomy) از جايگاهش و از فراز بيشترقسمتهاي جو زمين، و با هستفاده از تلسكوپ فروسرخ 2.5 متري اش، سيارات ترانزيت دار را در هنگام كسوف اوليه و ثانايشانه مورد مطالعه برنامه مي دهد.

سوفيا ماموريت علمي اش در دو سال آينده آغاز مي شود.

فضاپيماي ساخت فرانسه و ساوقت فضايي اروپا، كوروت) Corot)در سپتامبر 2006 به بالاي جوزمين پرتاب مي شود، همينطور فضاپيماي كپلر ناسا، كه براي پرتاب در سال 2008 برنامه ريزي شده، به دنبال سيارات ترانزيت دار كوچك مي گردند.

فقط تلسكوپهاي فضايي اين دقت را براي شناسايي چنين اجسامي دارند.

كپلر اجسام هم اندازه ي زمين را پيدا مي كند،مثل بسياري از سيارات هم اندازه ي مشتري، نپتون و ابر زمين ها در فواصل مختلف از ستاره ي مادرشان.





از اندازه گيري هاي تراكم سيارات سنگينتر و بزرگتر، ما قادر خواهيم بود بر رايشان تكامل و ساختار عمده ي اونها مطالعه كنيم.در دهه ي بعدي تلسكوپ فضايي فروسرخ جيمز وب(JWST) ناسا كه براي پرتاب در سال 2014 برنامه ريزي شده، سياره اي فراخورشيدي و ترانزيت كننده را به روش اسپيتزر و هابل مطالعه خواهد كرد.
سيارات فراخورشيدي مشتري مانند دور از سيارات مادرشان خيلي جالبند، از اين رو ما مي خواهيم اونها را با غولهاي گازي منظومه ي خود مقايسه كنيم.

JWST همينطور قادر به شناسايي تشعشعات گرمايي از نپتون مانند ها و حتي زمين مانند هاي داغ مي باشد .

مشخصاً كارهاي زيادي بايد انجام شود قبل از اينكه اخترشناسان قادر به حذف نور ستاره و تصاايشانر مستقيم از سيارات هم سن منظومه ي شمسي در طي 15 سال آينده يا بيشتر بشوند.

براي هزاران سال امت از خود مي پرسيده اند كه آيا در اين جهان تنها هستند؟
در سال 450 قبل از ميلاد، فيلسوف يوناني اپيكوروس(Epicurus)درباره جهانهاي لايتناهي شبيه و متفاوت با دنياي ما انديشيد.

از وقت پرتاب تلسكوپ جايشاننده ي سيارات فرازميني ناسا و تلسكوپ دارايشانن ساوقت فضايي اروپا( NASA's Terrestrial Planet Finder and the European Space Agency's Darwin ) حداقل يك دهه مي گذرد، كه اين تلسكوپها موفق به كشف و مطالعه ي مستقيم رايشان دنياهاي زمين مانند شده اند، ولي كشفيات اخير نشان داده كه چطور سيارات خارجي مي توانند از نظر جنس و مواد از اجرام شبيه خود در منظومه ي شمسي تفاوت داشته باشند.

حتي شايد سيارات غيرعادي بيشتري كه شامل دنياهاي آبي كه نيمي از اون آب مايع اند و سيارات كربني،كه نيمي تركيب شده با كربن و داراي پوسته اي از الماس هستند،آشكار شوند.

ما دريافته ايم كه طبيعت ،از نظريه پردازان ماهر ما در ساختن منظومه هاي خورشيدي خلاق تر هست.

ساليان آينده به ما نشان خواهند داد كه سيارات فراخورشيدي تا چه حد مي توانند عجيب باشند.


انعكاس اين مقاله در ديگر سايتها و رسانه هاي ديداري و نوشتاري با ذكر نام مترجم و نام كامل انجمن نجوم آماتوري ايران بلا مانع هست.
منبع: انجمن نجوم اماتوری ایران

2:

منجمان سیاره ای را در خارج از منظومه شمسی ردیابی کرده اند که بیش از هر سیاره خارجی دیگری که تا به امروز کشف شده به زمین شباهت دارد؛ کره ای که امکان دارد آب بر سطح اون جاری باشد.

این سیاره در مدار ستاره کم فروغی به نام "Gliese 581" که فقط 20 سال و شش ماه نوری از زمین فاصله دارد در صورت فلکی "میزان" (Libra) کشف شده هست.

دانشمندان این کشف را با کمک تلسکوپ 6/3 متری "اسو" (رصدخانه جنوبی اروپایی) انجام داده اند.

اونها می گویند دمای ملایم سطح سیاره بدان معنی هست که هرگونه آبی در اون احتمالا در حالت مایع وجود دارد و این موضوع شانس وجود حیات در اون را افزایش می دهد.

هستفان اودری از رصدخانه ژنو که نویسنده اصلی مقاله ای علمی در این باره هست می گوید: "ما تخمین زده ایم که میانگین دمای این 'ابرزمین' چیزی میان صفر و 40 درجه سانتیگراد باشد، و بنابراین آب در اون در حالت مایع خواهد بود.

به علاوه، شعاع اون تنها باید یک و نیم برابر شعاع زمین باشد، و مدل ها پیش بینی می کند که این کره یا سنگی هست - مثل زمین - یا پوشیده از اقیانوس ها."

خاویر دلفوسه، از اعضای تیم محققان دانشگاه گرنوبل، اضافه کرد: "همانطور که می دانیم آب برای وجود حیات اهمیت پايه ی دارد." به اعتقاد وی این سیاره ممکن هست به هدف خیلی مهمی برای ماموریت های آینده فضایی جهت یافتن زندگی فرازمینی بدل شود.

منبع خبر: BBC Farsi

3:

سیاره‌ای مانند زمین
اخترشناسان سیاره‌ای را در خارج از منظومه شمسی یافتند که شباهت زیادی با زمین دارد.

این سیاره به دور یک کوتوله سرخ می‌گردد و امکان وجود آب مایع در سطح اون وجود دارد.


پیمان اکبرنیا
شعاع این سیاره فراخورشیدی تنها ۵۰ % بزرگ‌تر از شعاع زمین هست.

تیمی از دانشمندان سوئیسی، فرانسوی و پرتغالی با هستفاده از تلسکوپ ۶/۳ متری ESO موفق شدند این سیاره را با جرمی معادل ۵ برابر جرم زمین پیدا نمايند.

همچنین این محققان نشانه‌هایی از وجود سیاره‌ای دیگر با جرمی معادل ۸ جرم زمینی در این منظومه یافته‌اند.

این سیاره کوچک‌ترین سیاره فراخورشیدی هست که تاکنون کشف شده هست.

دوره تناوب مداری اون ۱۳ روز و مدار اون به دور ستاره مادر ۱۴ بار نزدیک‌تر از مدار زمین به دور خورشید هست.

البته به دلیل اون که درخشندگی و دمای ستاره مرکزی کم‌تر از خورشید هست، این سیاره در کمربند حیات ستاره برنامه دارد؛
محدوده‌ای که در اون آب می‌تواند به صورت مایع وجود داشته باشد.



«استیفن آدری»(Stéphane Udry) از رصدخانه «جنوا»(Geneva) در سوئیس و مسئول انتشار این خبر می‌گوید:"ما دمای میانگین این سیاره را بین ۰ تا ۴۰ درجه سانتی‌گراد تخمین زده‌ایم، دمایی که آب می‌تواند در اون به صورت مایع وجود داشته باشد.

شعاع این سیاره تنها ۵۰% بزرگ‌تر از زمین هست.

بنا‌براین سیاره احتمالا سنگی هست و ممکن هست اقیانوس‌هایی در سطح اون وجود داشته باشد"!

«آوس خاویر دلفوس»(avows Xavier Delfosse) یکی از اعضای تیم در دانشگاه «گرنوبل» فرانسه می‌گوید:"همان‌طور که می‌دانیم آب مایع برای حیات ضروری هست.

به دلیل محل قرارگیری این سیاره نسبت به ستاره مادر و دمای مناسب، این سیاره هدف مناسبی برای جستجوی حیات فرازمینی هست و می‌تواند هدف مناسبی برای کاوش‌های آینده نیز باشد".

ستاره این مجموعه(Gliese ۵۸۱) یکی از ۱۰۰ ستاره نزدیک به خورشید و فاصله اون از ما تنها ۵/۲۰ سال نوری هست.

این ستاره در صورت فلکی میزان برنامه دارد.

جرم اون یک سوم جرم خورشید و درخشندگی اون ۵۰ برابر کم‌تر از درخشندگی خورشید هست.

کوتوله‌های سرخ متداول‌ترین نوع ستاره‌ها هستند و از ۱۰۰ ستاره نزدیک به خورشید ۸۰ ستاره در دسته‌بندی کوتوله‌های سرخ برنامه می‌گیرند.

«خاویر بونفیلز»(Xavier Bonfils) از دانشگاه لیسبون می‌گوید:"چنین ستاره‌هایی اهدافی مناسب برای جستجوی سیارات کم جرم هستند و می‌توان سیاراتی به دور اون‌ها پیدا کرد که حاوی آب مایع باشند.

محدوده کمربند حیات در اون‌ها نزدیک‌تر از فاصله زمین تا خورشید هست و می‌توان با روش اندازه‌گیری سرعت شعاعی، سیاراتی را که به دور اون‌ها می‌گردند، کشف کرد".

همین تیم ۲ سال قبل سیاره‌ای با جرمی معادل ۱۵ جرم زمینی به دور همین ستاره کشف کرده بودند.

سیاره‌ای مانند نپتون که دوره تناوب مداری اون تنها ۴/۵ روز بود.

در اون وقت اخترشناسان به وجود یک سیاره دیگر نیز مشکوک شده بودند.

بنابراین با اندازه‌گیری‌های جدید، این سیاره‌ی زمین مانند را کشف کردند.

البته بررسی‌های جدید نشان می‌دهد که ممکن هست سیاره دیگری با جرمی معادل ۸ جرم زمینی و دوره تناوب مداری ۸۴ روز در این منظومه وجود داشته باشد.

بنابراین ستاره(Gliese ۵۸۱) احتمالا دارای منظومه‌ای با حداقل ۳ سیاره با جرم‌های ۱۵، ۸ و ۵ جرم زمینی هست.

این اکتشافات جدید به کمک طیف نگار HARPS (اندازه‌گیر دقیق سرعت‌های شعاعی برای جستجوهای سیاره‌ای) بدست آمده هست.

این طیف‌ نگار که در رصدخانه ۶/۳ متری ESO در لاسیلای شیلی برنامه دارد، دقیق‌ترین طیف نگار موجود در جهان هست.

HARPS قادر هست سرعت شعاعی اجسام را با دقت ۱ متر بر ثانیه اندازه گیری کند! این طیف نگار یکی از موفق‌ترین ابزارها در شکار سیارات فراخورشیدی هست.

اختلاف سرعت اندازه‌گیری شده در این سیستم تنها ۲ تا ۳ متر بر ثانیه هست؛ سرعتی معادل سرعت قدم زدن یک انسان!‌ تشخیص چنین سرعتی برای دیگر طیف نگارها غیر ممکن هست.

«میشل مایور»(Michel Mayor) از رصدخانه جنوا و هدایت نماينده HARPS می‌گوید:"این دستگاه یک ماشین به دام اندازی سیارات فراخورشیدی هست.

ما با دقت بی‌نظیر اون قادریم سیاراتی با جرم کم و مشابه زمین پیدا کنیم.

از بین ۱۳ سیاره فراخورشیدی با جرم کم‌تر از ۲۰ جرم زمین که تا به حال کشف شده هست، ۱۱ کشف مربوط به HARPS بوده هست"!

این لوازم در کشف منظومه‌های سیاره‌ای نیز موفق بوده هست و تاکنون دو منظومه Gliese ۵۸۱ و HD ۶۹۸۳۰ را که هر یک دارای سه سیاره هستند، کشف کرده هست.

مایورا می‌گوید:"هم اکنون ما اعتماد به نفس کافی برای کشف سیاره‌ای هم جرم زمین که به دور یک کوتوله سرخ بگردد را داریم".

منبع: [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

4:

همزاد آسمانی زمین کشف شد

بیست سال‌نوری دورتر از زمین، در صورت فلکی میزان، منظومه کوچکی برنامه دارد که شبیه‌ترین سیاره به زمین را در خود جای داده هست.



اخترشناسان موفق شده‌اند شبیه‌ترین سیاره زمین‌مانند را خارج از منظومه شمسی کشف نمايند.

این سیاره که هم‌زاد زمین نام گرفته هست، تنها 50% از زمین بزرگ‌تر هست و آب مایع در سطحش جریان دارد.

گروهی از اخترشناسان سوییسی، فرانسوی و پرتقالی با هستفاده از تلسکوپ 3.6 متری رصدخانه جنوبی اروپا توانستند این ابرزمین را که نزدیک به پنج برابر زمین سنگینی دارد، در حال دوران به دور یک کوتوله‌سرخ بیابند.

این کوتوله سرخ مدتها پیش کشف شده بود و پیش‌ازاین سیاره‌ای نپتون‌مانند در اطراف اون پیدا شده بود.علاوه براین سیاره و ابر زمین کشف شده، نشانه‌هایی نسبتا قوی از حضور سیاره‌ای سوم با جرم هشت برابر جرم زمین نیز در رصدهای جدید دیده شده هست.



این ابرزمین، کوچک‌ترین سیاره‌ای هست که تاکنون در خارج از مرزهای منظومه شمسی یافت شده هست و هر 13سال یک‌بار به‌دور کوتوله‌سرخ دوران می‌کند.

فاصله این سیاره با ستاره مرکزی خود 14بار از شعاع مداری زمین کمتر هست، اما کوتوله سرخ که گلیس581 نام دارد، به‌مراتب از خورشید کوچک‌تر و کم‌نورتر هست و به‌همین دلیل، این ابرزمین در کمربند حیات این ستاره برنامه گرفته هست، جایی‌که آب می‌تواند به حالت مایع در این سیاره وجود داشته باشد.
هستفان اودری، اخترشناس رصدخانه ژنو در سوییس و از کاشفان این سیاره می‌گوید: تخمین زده‌ایم دمای سطح این سیاره بین صفر تا 40 درجه سانتی‌گراد هست و بنابراین آب مایع می‌تواند وجود داشته باشد.

از سوی دیگر، شعاع این سیاره تنها 1.5 برابر شعاع زمین هست و پیش‌بینی می‌شود همانند زمین، سنگی و مملو از اقیانوس باشد.
خاویر دل‌فوسه، اخترشناس رصدخانه گرینوبل در فرانسه و از کاشفان همزاد زمین معتقد هست دما و فاصله نسبتا نزدیک این سیاره به زمین، اون‌را به بهترین هدف احتمالی برای ماموریت‌های فضایی جستجوگر حیات فرازمینی تبدیل کرده هست.

در نقشه گنج جهان، می‌توان محل این ستاره را با X نشانه‌گذاری کرد.
ستاره مادر، گلیس581، در میان یکصد ستاره نزدیک به خورشید هست و با فاصله 20.5 سال‌نوری از زمین در صورت‌فلکی میزان واقع هست.

این ستاره تنها 30% خورشید سنگینی دارد و 50بار از اون کم‌نورتر هست.

جالب هست که کوتوله‌های سرخ فراوان‌ترین ستارگان کهکشان راه‌شیری هستند! هشتاد ستاره از نزدیک‌ترین همسایگان خورشید به‌این دسته تعلق دارند.
خاویر بون‌فیلس، دیگر عضو این گروه تحقیقاتی که در دانشگاه لیسبون فعالیت دارد، می‌گوید: کوتوله‌های سرخ بهترین هدف برای جستجوی سیارات کم‌جرم و دارای آب مایع هستند.

این ستارگان نور کمتری از خود ساطع می‌نمايند و بنابراین کمربند حیات به‌مراتب به ستاره مرکزی نزدیک‌تر هست.

چنین سیاراتی را می‌توان به‌سادگی به روش سرعت شعاعی که موفق‌ترین روش در شکار سیارات فراخورشیدی هست، شناسایی کرد.


دو سال پیش، این گروه توانست سیاره 15بار سنگین‌تر از زمین را در اطراف این کوتوله سرخ کشف‌کند، این سیاره که شباهت زیادی به نپتون دارد، هر 5روز و 10ساعت یک‌بار به‌دور ستاره مرکزی دوران می‌کند.

اون‌وقت هم اخترشناسان نشانه‌هایی دال بر وجود سیاره‌ای دیگر در این منظومه یافته بودند، اما این‌بار با اندازه‌گیری‌های جدیدتر نه‌تنها توانستند این ابرزمین را شناسایی نمايند، بلکه علایمی واضح از حضور سیاره‌ای دیگر با 8 برابر جرم زمین که هر 84 روز گردش خود را کامل می‌کند، بدست آورند.
اما عامل موفقیت این گروه در یافتن همزاد زمین، توانایی‌های منحصربه‌فرد هارپس، حسگر پیشرفته تلسکوپ 3.6 متری رصدخانه اروپا هست که به جستجوگر بسیار دقیق سیارات به‌شیوه سرعت شعاعی نیز مشهور هست.

این لوازم حتی توانایی اندازه‌گیری سرعت‌هایی کم‌تر از 1 متر بر ثانیه (3.6 کیلومتر بر ساعت) را نیز دارا هست.

منبع SpaceFlightNow.com

5:

سیارات دارای ترانزیت تنها اجرامی هستند که ستاره شناسان خصوصیات فیزیکی اونان را میتوتنند اندازه بگیرند.

چگالی (جرم بر حجم) پايه ی ترین پارامترهای فیزیکی در بین تمامشان هست، چرا که به ما درباره ی ترکیبات عمده ی سیاره می گویند.




● آشکار سازی جهانهای دور

ستاره شناسان تا کنون بیش از ۱۶۰ سیاره بیرون از منظومه ی شمسی ما کشف کرده اند.

واقعاً این دنیاها چه شکلی هستند؟

تا سال ۱۹۹۹ ستاره شناسان قاطعانه وجود ۳۰ سیاره ی فراخورشیدی را تصدیق کرده بودند.

اما ما واقعاً هیچ چیز درباره ی اونها به جز جرم و مدارشان نمیدانستیم.

برای اینکه به حتی آسانترین سوالات درباره ی خصوصیات فیزیکی اونها جواب دهیم، می بایست سیاره ای گذرا ( دارای ترانزیت) کشف می کردیم که از مقابل ستاره ی اصلی بگذرد به طوری از روی زمین قابل مشاهده باشد.

طبق قوانین احتمالات و تعداد در حال افزایش سیارات بیرونی(فراخورشیدی)، می دانستیم که جسم عبور نماينده در هر وقتی کشف خواهد شد.

من اون قدر به این یقین داشتم که سپس تعطیلاتی یک ماهه و دوری از تلفن،E-mail و روزنامه، اولین سوالی که پرسیدم این بود: آیا در این مدت ستاره شناسان سیاره ای ترانزیت دار کشف کرده اند؟!

حالا ما بیش از ۱۶۰ سیاره ی بیرونی پیدا کرده ایم و میل ما برای توصیف اونها شدت یافته هست.

نزدیک ۳۰ مشتری مانند داغ مثل ۵۱ بتا_فرس شناخته شده اند.



کشفیات اخیر این طبقه بندی را به اجرام داغ هم جرم نپتون و حتی اجرام داغ ابر زمین_جرم گسترش داده هست.

و برخلاف همدمان منظومه ای اونان، بیشتر این سیارات مداراتی با خروج از مرکز خیلی بالا دارند و به طور شفرمود انگیزی به ستاره ی مادر نزدیکند- در فضای کوچکی برای سیارات کوچک مثل زمین.



مطلب متحد نماينده ی تمام این کشفیات این هست که ساختار سیارات گوناگون و تصادفی هست، ظاهراً این احتمالات جرم، اندازه، فاصله از ستاره و خصوصیات دیگر را شامل میشود.

تقریباً تمام سیارات بیرونی به طور غیرمستقیم و از طریق روش اثر داپلر کشف شدند، روشی که دو شخص با نامهای آر پاول باتلرR.paul Butler و جفری دابلیو مارسی Geoffrey W.Marcyتوسط اون ستاره ای را برای حرکت ناچیز که از اعوای سیارات ناشی میشود را، بازبینی نمايند.

تلو تلو خوردن یک ستاره فقط مدار و حداقل جرم سیارات شناخته نشده هست .

این اندازه گیری ها سوالات زیادی را بی جواب میگذارند.

آیا این سیارات،گازی و اصولاً شبیه مشتری و زحل هستند یا سنگی و مثل سیارات زمینی هستند یا چیزی بین این دو؟ چگونه دارای خروج از مرکزی به این بالایی هستند اگر در صفحه ای مستدیر شکل گرفته اند،اونطور که در فرضیه ی شکلگیری ستارگان مستلزم هست؟ آیا به مکان فعلی خود مهاجرت کرده اند؟ طبیعت و ترکیبات اتمسفر اونان چگونه هست؟ آیا مشتریهای داغ اتمسفرهای ضخیم دارند، یا اینکه اتمسفر اونان توسط گرمای ستاره ی مادر اونان بخار شده؟ آیا دارای حلقه یا قمرهایی هستند؟ با این احتمالات جالب ،ستاره شناسان می خواهند از فقط دانستن اینکه این سیارات وجود دارند فراتر روند.

ما میخواهیم این داده ها را به جهان واقعی متمایل کنیم، مثل سیارات منظومه ی خودمان.

متاسفانه ما فعلاً نمیتوایم از لوازم معمولی مان برای مطالعات اجرام دور هستفاده کنیم- طیف سنجی- چون درخشندگی و تشعشعات زیاد ستارگان همجوار تابش ضعیف این سیارات را می پوشاند.

برای بدست آوردن طیف یک سیاره ی بیرونی در طول موجهای مرئی، یک تلسکوپ به آینه هایی جندین هزار بار صاف تر و تکنیکهایی یک میلیون بار بهتر از تکنیکهای سد نماينده ی نور ستارگان از تلسکوپهای فعلی داشته باشد.

خوشبختانه طبیعت با دسته ای از سیاراتش خیلی سخاوتمند هست و مجموعه ای فراهم میکند که ما می توانیم قبل از عکسبرداری مستقیم و انجام طیفسنجی می توانیم مطالعات اجرا کنیم:

سیارات دارای ترانزیت.

در اواخر سال ۱۹۹۹، اخترشناسان فراخوان نمودند که سیاره ی اچ دی ۲۰۹۴۵۸ بی از مقابل ستاره اش عبور میکند.

با داشتن دوره ی تناوب ۳.۵ روزه به دور ستاره ای درخشان(قدر ۷.۶) حرکت میکند.


سیارات دارای ترانزیت تنها اجرامی هستند که ستاره شناسان خصوصیات فیزیکی اونان را میتوتنند اندازه بگیرند.

چگالی (جرم بر حجم) پايه ی ترین پارامترهای فیزیکی در بین تمامشان هست، چرا که به ما درباره ی ترکیبات عمده ی سیاره می گویند.

اخترشناسان می توانند جرم سیاره ی ترانزیت نماينده را از انداره گیریهای سرعت شعاعی سیاره تعیین نمايند.

مقدار تضعیف نور ستاره به ما اندازه ی سیاره را میدهد.

از این روش ما فهمیدیم که ۸ تا از ۹ سیاره ی دارای ترانزیت چگالیهای کمی دارند پس باید اجرام گازی باشند که از ترکیب هلیوم و هیدروژن اند- مثل مشتری و زحل.

اما دو تا از سیارات بیرونی چنان عجیب و غریب هستند که جرقه ای برای تحقیقاتی گسترده اند.

اولین کشف شده، اچ دی ۲۰۹۴۵۸ بی، قطرهایی ۳۵% بیشتر از قطر مشتری و جرمهایی دو سوم مشتری دارتد.

این اعداد نشان دهنده ی چگالی کم ۰.۳۳ گرم در هر سانتیمتر مکعب هست (کم چگالیترین سیاره ی منظومه ی ما زحل هست،که چگالی اش ۰.۶۹ g/cm هست).

اچ دی ۲۰۹۴۵۸ بی، نسبت به وزنش خیلی بزرگ هست.

غولهای گازی داغ و بزرگ متولد میشوند، اما در پیری سرد و منقبض میشوند.

این سیاره هم احتمالاً تقریباً به اندازه و دمای مشتری منقبض و سرد شده.

اما منبع گرمایی دیگر(علاوه بر ستاره نزدیکش) که مستمراً به داخل سیاره منتقل میشود محتمل ترین راه برای متورم ماندن سیاره هست.

منبع این انرژی از کجاست؟ شاید بادها کسر کوچکی از انرژی ستاره را به سیاره منتقل مینمايند.

عمل همرفتی هم می تواند این انرژی را به مرکز سیاره منتقل کند.


ولی چرا همچین فرایند گرمسازی کلی بر دیگر سیارات دارای ترانزیت شناخته شده تاثیر نمیگذارد.

محتمل ترین توضیح گرمسازی کشندی هست.

با این مجاورت نزدیک، ستاره ی مادر برامدگی کشندی در اتمسفر مشتری داغ ایجاد می کند.

با تقلای این تورم طی میلیونها سال، ستاره مشتری داغ را به کسب مداری مداری مستدیر وادار میکند.

در بیشتر موارد ستاره تکانی سخت و شدید به محور چرخشی سیاره وارد میکند که اونرا عمودی کرده و به صفحه ای مداری تبدیل میکند.

اچ دی ۲۰۹۴۵۸ بی مداری دایره ای دارد، همانطور که انتظار میرفت، ولی انحراف محوری اش اندازه گرفته نشده هست.

اگر محور سیاره در اثر رزونانس کج شده باشد، تورم کشندی به وجود آمده توسط ستاره، با حرکت به جنوب و شمال سیاره، در تمام سال ۳.۵ روزه ی سیاره گرمای درونی کافی برای متورم نگاه داشتن سیاره را تولید میکند.

به ندرت عواملی مثل تاریخ مهاجرت سیاره، تاریخ تصادم و وجود سیارات اضافی یک مشتری داغ را به این حالت غیرعادی در می آورد، که می تواند توضیح دهد که چرا اچ دی ۲۰۹۴۵۸ بی تنها سیاره ی دارای ترانزیت بیرونی با این چگالی اند هست.

اخترشناسان حتی از دومین سیاره ی غول پیکر دارای ترانزیت غیرعادی، بهت زده تر شدند، اچ دی ۱۴۹۰۲۶ بی عجیبترین حیوان در باغ وحش سیارات.

این سیاره به طور شفرمود انگیزی نسبت به حجمش چگال هست(۱.۴ g/cm) که باید ۵۰ تا ۷۰ %ش از عناصر سنگین تشکیل شده باشند.

اچ دی ۱۴۹۰۲۶ بی این قدر با سیاره ی ترانزیت نماينده ی تفاوت دارد،که به طور برجسته از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده اند.

اخترشناسان هنوز به توافق نرسیده اند که چگونه اج دی ۱۴۹۰۲۶ بی میتواند با چنین مواد سنگینی شکل گرفته باشند- قابل قیاس با تمام موادی که در سیارات منظومه ی شمسی ما ترکیب شده اند.

این یک نمونه ی مخالف با فرضیات متداول هست که تمام سیارات بیرونی پرجرم غولهای گازی مانند مشتری و زحل هستند.


● کاهش نور ستاره

فراتر از اندازه گیری چگالی اختر شناسان می توانند اتمسفرهای سیارات مشتری داغ دارای ترانزیت را شناسایی نمايند.

وقتی یک سیاره از جلوی ستاره ی مادرش عبور میکند، مقدار کمی از نور ستاره با اتمسفر بالایی برخورد می کند.

گازهای اتمسفری،کمی از این نور را در طول موجهای خاصی جذب می نمايند که خطوط جذبی خیلی ضعیفی روی طیف ستاره ایجاد میکند.با مقایسه ی طیفهای گرفته شده در خارج وطی ترانزیت ستاره شناسان میتوانند مواد شیمیایی در اتمسفر سیاره را شناسایی نمايند.

با پیش بینی های بی پروا در شناسایی اتمسفر یک سیاره ی بیرونی ، من در سال ۱۹۹۹ مقاله ای در هاروارد-اسمیتسونیان(Harvard-Smithsonian) مرکز دانشگاه اخترفیزیک دیمیتار ساسلوف نوشتم.

ما پیش بینی کردیم که سدیم ترکیبی بسیار قوی هست، اگر ترکیب عمده ی جذب شده در طول موجهای مرئی نباشد.

ما پايه پیش بینی را پايه اً دمای سیاره برنامه دادیم.

تمام گوی گاز باید ْ۱۰۰۰ تا ۱۵۰۰ْ کلوین باشد در فاصله ی مشتری داغ با ستاره ی مادر.

در این دماها، بخار آب، مونوکسید کربن، فلزات قلیایی و احتمالاً متان باید گازهای اصلی جذب شده جذب شده از نور ستاره باشند.

اما فقط سدیم فلزات قلیایی و پتاسیم،نور را قویاً در طول موجهای مرئی جذب می نمايند.

فقط دو سال بعد David Charbonneau (مرکز اخترفیزیک هاروارداسمیت سونیان) و Timothy Brown ( مرکز ملی تحقیقات اتمسفری) و همکارانشان شناسایی اولین اتمسفر یک سیارهی بیرونی را فراخوان نمودند.

سپس ساختن مدلهای کامپیوتری از اتمسفرهای مشتریهای داغ در طول چند سال ، من از یک رصد واقعی،خیلی هیجان زده شدم.

با هستفاده از تلسکوپ فضایی هابل، گروه کاربنا و براون در اتمسفر سیاره ی اچ دی ۲۰۹۴۵۸ بی سدیم را شناسایی کردند، همانطور که ما پیش بینی کرده بودیم.

این کشف مهم در تاریخ به ما اولین دسته بندی از اتمسفر مشتریهای داغ را داد.شناسایی سدیم تصویر پايه ی ما از این جهانها را حمایت میکرد.

اما همانگونه که انتظار می رفت، اندازه گیری به ما نشان داد که مدل نمونه ی ما اشتباه بوده.

خط جذبی سدیم از اونچه پیش بینی میشد خیلی ضعیفتر بود.

ابرهای داغ متشکل از غبار سیلیکات یا غبار آهن مایع میتوانست با جلوگیری مشاهده ی از قسمت عظیمی از جو نشان سدیم را کاهش دهد(مثل تکه ای از ابر که از دید یک هواپیما جلوی مشاهده ی زمین را میگیرد.

دوران اتمسفری ،سردتر از دماهایی که انتظار میرفت، اثرات شیمیایی از تشعشعات پرتو فرابنفش ستاره ی مادر، یا مقدار کمی سدیم می توانست عمل جذب را کاهش دهد.

اما هنوز اطلاعات کافی برای تعیین توضیحات درست در دست نیست.



● سیاره ی ترانزیت نماينده ی hd۲۰۹۴۵۸b

ستاره ی مادر تورم کشندی ای بر روی سیاره ایجاد کرد.

اگر چرخش محوری سیاره با صفحه ی مداری اش نسبت دارد، تورم کشندی در مدار ۳.۵ روزه اش به شمال و جنوب سیاره حرکت خواهد کرد.

این اثر درون سیاره را داغ می کند که سیاره را به اندازه ای بزرگ و شفرمود آور نسبت به جرم و مکانش متورم می کند.



● ( اگزوسفر)exosphere:

اخترشناسان هیدروژن اتمی را در پوشش دنباله دار- مانند بزرگی که hd ۲۰۹۴۵۸b را احاطه کرده ، شناسایی کرده اند.


با هستفاده از تلسکوپ فضایی اسپیتزر، اخترشناسان مستقیماً تشعشعات گرمایی از hd۲۰۹۴۵۸b را شناسایی کرده اند.

اونها ستاره را هنگامی که سیاره در حال ترانزیت یا در پشت ستاره هست رصد کرده اند، که تشعشعات فروسرخ را هم از ستاره و هم سیاره دریافت کرده اند.

اونها همچنین ستاره را در حالی که سیاره پشت ستاره پنهان شده ( گرفت ثانویه) رصد می نمايند بنابراین فقط تشعشعات فروسرخی ستاره را می بینند.

ببعد با حذف کردن اون از جسم جلویی( سیاره)، اخترشناسان اندازه ی دقیقی از تشعشعات فروسرخی سیاره بدست می آورند.

که حاصل اون اطلاعاتی درباره ی دما، اجزا و ترکیبات اصلی و هواسنجی سیاره هست.

وقتی یک سیاره از مقابل ستاره اش ترانزیت می کند،% کمی از نور ستاره در اتمسفر فوقانی گرفته می شود.

جذب نور متنوع شیمیایی اتمسفر در طول موجهایی به خصوص، نقش عمده ای در ترکیبات جذب شونده در طیفسنجی ستاره دارد.

اخترشناسان برای شناسایی سدیم در اتمسفر hd۲۰۹۴۵۸b از تلسکوپ فضایی هابل هستفاده کردند.

یک ترانزیت پدید آورنده ی کاهش نور ستاره ی مادر هست.

میزان کاهش نور به موقعیت سیاره نسبت به موقعیت ستاره بستگی دارد، که به اخترشناسان اجازه ی سنجش اندازه ی سیاره را می دهد.

با هستفاده از روش تفریق (کاهش نور یکی از دو جسم) گروهی از اخترشناسان اروپایی هم هیدروژن اتمی را پوششی وسیع و دنباله دار مانند شناسایی کرده اند که ستاره ای مشابه را دربرفرموده هست.

جریان فرابنفش ستاره باید مقداری هیدروژن ( سبکترین گاز) را در بالاترین قسمت اتمسفر داغ کرده باشد، بطوریکه اونرا قادر به فرار و تشکیل اگزوسفری عظیم کرده هست.

که اگر سیاره مقدار قابل توجهی از جرمش را از طریق این مکانیسم از دست بدهد، ناواضح باقی می ماند.

رصدهای انجام شده حضور کربن و اکسیژن را در این اگزوسفر نشان می دهد.


اتمسفر بالایی خودش لایه ای نازک هست که سیاره را احاطه کرده، و اندازه گیری ها را به حدی زیاد مشکل ساخته هست.

اثرات طیفی اتمسفر تنها حدود ۱.۱۰۰۰ ( یک ده هزارم) اثرات ستاره هست.

با وجود تمام تلاشها از روی زمین، تنها فضا محیطی پابرجا فراهم ساخته، جایی که در اون چنین اندازه گیری های دقیقی انجام می گیرند.

در اواسط سال ۲۰۰۴ با از بین رفتن لوازم شناسایی اتمسفر تلسکوپ فضایی هابل ( عکاس طیف نگار تلسکوپ) اخترشناسان به ابزاری جدید برای این کار احتیاج پیدا کردند.

در مارس ۲۰۰۵ تیم من از تلسکوپ فضایی اسپیتزر برای شناسایی فوتونهای فروسرخ هستفاده کردند ( تابش حرارت) که مستقیماً از خودhd۲۰۹۴۵۸b ساتع می شد.

در همان وقت گروهی مستقل به سرپرستی Charbonneau از اسپیتزر برای شناسایی تابش حرارت از سیاره ی ترانزیت نماينده ی TrES-۱ هستفاده کردند.

این کشفیات ممکن بود زیرا سیباره ای که از مقابل ستاره اش می گذرد، به پشت اون هم میرود.

هر دو تیم از این گرفت ثانویه برای بدست آوردن تابش سیاره به صورت غیر مستقیم هستفاده کردند.

ما رصدهایی از سیاره و ستاره بیرون از ترانزیت یا در هنگام گرفت ثانویه انجام دادیم و بعد نور ستاره را حذف کردیم.

اونچه باقی مانده بود باید تنها، سیاره می بود.

گرچه این روش گرفت ثانویه با تکنیک ترانزیت مشابه هست، اما دو فایده دارد.

اول، سطح کلی سیاره تابش فروسرخی ساطع می کند برخالف لایه ی اتمسفری نازک که بر ستاره در طی ترانزیت انطباق داشت.

دوم، در طول موج فروسرخ، یک مشتری-مانند داغ تنها حدود ۱۰۰۰ بار از یک ستاره ی خورشید-مانند ضعیفتر هست، و بنابراین طیف سیاره حدود ۱۰۰۰ ضعیفتر هست.

قیاس هزار به یک ،عاملی بهتر از تکنیک ترانزیت هست که برای مطالعه ی اتمسفر سیارات فراخورشیدی بکار می رود.

از روی طیف های اسپیتزر، گروه ما دمای hd۲۰۹۴۵۸b وTrES۱ را به ترتیب حدود ۱۱۳۰ و ۱۰۶۰ اندازه گرفته اند.

اینها محدوده ی قابل انتظار دما هستند و دوباره تصور پايه ی که اتمسفرمشتری-مانندهای داغ از بیرون و از طریق ستاره هایشان گرما کسب می نمايند، تایید می کند.

هم اکنون ما چیز بیشتری نمیتوانیم بگوییم بدلیل مقدار محدود اطلاعات : یک طول موج دسته بندی شده برای hd۲۰۹۴۵۸b و دو تا برای TrES۱.

با این وجود رصدهای TrES۱ مناسب ساده ترین مدلا نیستند، و اخترشناسان مشتاقانه منتظر رصدهای آتی برای کسب اطلاعات بیشتر هستند.


کشف اخیر یک مشتری-مانند داغ دارای ترانزیت در کنار یتاره ی قدر هشتم HD ۱۸۹۷۳۳ به ما موقعيتی طلایی برای مطالعه ی اتمسفر سیاره های فراخورشیدی، با هستفاده از مزایای کسوف ثانویه اهدا میکند.



● آینده ای جالب

سیلی از اطلاعات درباره ی HD۲۰۹۴۵۸b در سال جدید دسته بندی اتمسفر یک سیاره ی فراخورشیدی را برای اولین بار با جزییات، مقدر می سازد.

با هستفاده از سه لوازم اسپیتزر، ما می توانیم به همان خوبی که دمای سطح سیاره را اندازه میگیریم، به وجود بخار آب، مونوکسید کربن و متان هم اشاره کنیم.

به علاوه تلسکوپ کوچک کانادایی Most
( Aicrovariability and Ascillations of Stars) هم HD ۲۰۹۴۵۸b را در طول موجهای مرئی و با هستفاده از گرفتهای ثانویه مکرر رصد کرده که نور منعکس شده ی سیاره را تخمین بزند.

پس از تکمیل تجزیه و تحلیل، این می تواند به ما نشان دهد که آیا ابری وجوذ دارد یا نه.

بعلاوه، براون و همکارانش در حال بررسی طیفهای هابل هستند که چند سال پیش در هنگام ترانزیتهایی و برای اندازه گیری میزان بخار آب گرفته شد.

اسپیتزر با دو تا از ابزارهایش TrES-۱ را هم رصد می کند.همچنین در ماههای آتی اسپیتزر هفت مشتری-مانند داغ بدون ترانزیت را برای پیدا کردن نیز بروندادهای مختلف نور در مدارشان رصد می نمايند.

این سیارات مشتری-مانند باید به طرز جزر و مد گونه ای به ستاره ی مادرشان برنامه گرفته باشند، بطوریکه همیشه یک سمت خود را به ستاره ی مادرشان نشان می دهند، مثل ماه که از روی زمین تنها یک سمتش قابل مشاهده هست.

با قسمتهای ابدی شب و روز، سیاره دو دمای کاملاً متغیر را تجربه می کند.

بادهای خیلی سریع، که شاید سرعتشان به سرعت صوت نیز برسد، ممکن هست گرما را از طرف روز به طرف شب پخش کند.

اندازه گیری هر اختلاف مداری میتواند به اخترشناسان کمک کند که دریابند انرژی جذب شده ی ستاره ای در سیاره جریان دارد.

در چند سال آینده، تحقیقات درباره ی سیارات ترانزیت دار که در روی زمین انجام می گیرد، سیارات فراخورشیدی بسیاری آشکار خواهند شد.

بویینگ ۷۴۷ اصلاح شده ی ناسا به نام سوفیا (Stratospheric Ovservatory for Infrared Astronomy) از جایگاهش و از فراز بیشترقسمتهای جو زمین، و با هستفاده از تلسکوپ فروسرخ ۲.۵ متری اش، سیارات ترانزیت دار را در هنگام کسوف اولیه و ثانویه مورد مطالعه برنامه می دهد.

سوفیا ماموریت علمی اش در دو سال آینده آغاز می شود.

فضاپیمای ساخت فرانسه و ساوقت فضایی اروپا، کوروت در سپتامبر ۲۰۰۶ به بالای جوزمین پرتاب می شود، همچنین فضاپیمای کپلر ناسا، که برای پرتاب در سال ۲۰۰۸ برنامه ریزی شده، به دنبال سیارات ترانزیت دار کوچک می گردند.

فقط تلسکوپهای فضایی این دقت را برای شناسایی چنین اجسامی دارند.

کپلر اجسام هم اندازه ی زمین را پیدا می کند،مثل بسیاری از سیارات هم اندازه ی مشتری، نپتون و ابرزمین ها در فواصل مختلف از ستاره ی مادرشان.


ترجمه : آرش فراست

--http://persianastronomy.blogfa.com--

کپی پیست ( منبع ) : آفتاب

تا بعد ...


6:

با هستفاده از تکنولوژی laser comb دانشمندان قادر خوهند بود سیارات زمین مانند را در فراسوی منظومه شمسی کشف نمايند.


مدتی هست که روش های جدیدی برای یافتن سیارات فراخورشیدی کشف می شود روش های بسیار متنوع و ابتکاری که شاید بتوان به کمک اون سیارات زمین مانند را در فراسوی مرز های منظومه شمسی کشف کرد .


تکنولوژی جدیدی که دانشمندان از اون کمک می گیرند بسیار شفرمود انگیز هست .

این دستگاه جدید
laser comb نامیده می شود که از ترکیب یک ساعت اتمی بسیار دقیق با پالس های فمتو ثانیه ای(ميليونيم يک میلیارد ثانیه!!) نور لیزر ساخته شده و قادر هست که طول موج نور را به میزان بسیار بسیار دقیق اندازه گیری کند .




این دستگاه که به اون astro-comb نیز می گویند ، به دانشمندان امکان می دهد از روش انتقال دوپلری با دقتی فوق العاده هستفاده نمايند و خطوط طیفی نور ستاره را 60 بار بهتر و دقیق تر روش های موجود حساب نمايند .
ستاره شناسان در 10 سال گذشته از روش انتقال دوپلری برای یافتن سیارات فراخورشیدی از روش انتقال دوپلری هستفاده می کردند که با توجه به تکنولوژی های موجود قادر به اندازه گیری خطوط طیفی با دقت 60 سانتیمتر در ثانیه بودند.این دقت تنها برای کشف سیاراتی با بیش از 5 برابر جرم زمین کارایی دارد و میتواند چنین فراخورشیدی های پرجرمی را تنها وقتی در نزدیکی ستاره مادر چرخش مینمايند آشکار کند(یعنی حداکثر تا فاصله معادل مدار عطارد) .

اما برای یافتن فراخورشیدی های هم جرم زمین با مداری شبیه به مدار زمین دقتی برابر با 5 سانتی متر بر ثانیه نیاز هست .

محققان باور دارند با این روش جدید می توان حتی به دقتی معادل با 1 سانتیمتر بر ثانیه نیز دست یافت .

دانشمندان نمونه اولیه این دستگاه را در ژون 2008 بر روی تلسکوپMMTآریزونا آزمایش خواهند کرد و در سال 2009 دستگاه اصلی بر روی تلسکوپ 4.2 متری ویلیام هرشل(واقع در جزایر قناری) نصب خواهد شد .
مخترعان laser comb جان ل.هال و تئودور هانش در سال 2005 مشترکا جایزه نوبل فیزیک را به خاطر این اختراع دریافت کردند .این تکنولوژی ابتدا در مشاهدات شیمیایی و مخابرات از راه دور مورد هستفاده برنامه فرمود اما ستاره شناسان بر این باورند که هستفاده از این دستگاه در زمینه نجوم نه تنها به کشف فراخورشیدی های زمین مانند کمک می کند بلکه می توان با نصب اون بر روی تلسکوپ های بزرگتر ، اندازه گیری های مستقیمی از انرژی تاریک انجام داد .

منبع : علم نجوم

7:

جستجوی حیات در سیارات فراخورشیدی



تصویری خیالی مربوط به گذر یک سیاره فراخورشیدی از مقابل ستاره مادر


مبحث سيارات فراخورشيدي اولينبار در سال 1990 و با کشف اولين سياره‌ خارج از منظومه شمسي مطرح شد.

گرچه اون سياره به دور ستاره‌‌اي در حال زوال پيدا شد، اما به شدت کنجکاايشان منجمان را براي کشف سيارات فراخورشيدي برانگيخت.

از سايشان ديگر، از اونجا که در اون وقت اميدها براي کشف حيات در منظومه شمسي به خصوص سياره مريخ روز به روز کمتر مي‌شد و مطالعات بر اقمار مشتري و زحل هنوز در حد گسترده‌اي شروع نشده بود، امکان کشف سياره‌اي با واقعيات شكل‌گيري حيات خارج از منظومه شمسي، ايده‌اي بس مهيج مي‌نمود.جستجو براي يافتن سيارات فراخورشيدي آغاز شد و ديري نپاييد تا اولينسياره فراخورشيدي که به دور ستاره‌اي مانند خورشيد در حال گردش بود در سال 1995 کشف شد.


کشف اين سياره سرآغازي بود براي جستجايشان گسترده‌تر به دنبال پاسخي براي يکي از قديمي‌ترين، بنيادي‌‌ترين و مهم‌ترين سوالات ذهن بشر: آيا ما در جهان تنها هستيم؟ اولينگام براي جواب به اين سوال و يافتن حيات هوشمند در ساير سيارات، پيدا کردن گونه‌هاي ساده‌تر حيات مانند باکتري‌ها و موجودات تک سلولي هست.

بدين منظور، يافتن سياراتي که واقعيات تكايشانن حيات را دارا باشند مهم‌ترين ماموريت دانشمنداني هست که در اين زمينه تحقيق مي‌نمايند.

علاوه بر اين، دريافتن اين مساله که آيا منظومه ما منظومه‌اي منحصر به فرد هست يا خير نيز مي‌تواند کمک شاياني به حل بزرگ‌ترين معماي بشر کند.

از وقت کشف اولينسيارات فراخورشيدي تا کنون بيش از 230 سياره خارج از منظومه شمسي کشف شده‌اند که عموما داراي واقعياتي بسيار متفاوت از يکديگرند.

برخي سيارات غول‌پيکر و گازي و شبيه مشتري و برخي ديگر سيارات خاکي مانند سيارات داخلي منظومه شمسي هستند.

برخي اونقدر به ستاره خود نزديکند که همواره يک سمت خود را رو به ستاره مي‌بينند و برخي اونقدر دور که امکان بروز و رشد حيات در اونها به حداقل مي‌رسد.

برخي از اين سيارات به دور ستارگاني در حال گردشند که زندگي بر رايشان اونها را تقريبا ناممکن مي‌سازد - مانند تپ اخترها (فوت‌نوت:پالسار) که ستارگان نوتروني در حال چرخش با ميدان‌هاي مغناطيسي قايشان و سرعت‌هاي بالا هستند.

فوران اشعه‌هاي گاما از سطح تپ اخترها به سياراتي که در اطراف اونها در گردشند اجازه بروز و تکامل حيات را نمي‌دهد.

تعداد سيارات فراخورشيدي روز به روز در حال افزايش هست.

در اين جهان فراخ، گرچه کشف سيارات جديد دريايي از اطلاعات را در اختيار سياره‌شناسان برنامه مي‌دهد، اما دانشمندان بيشتر به دنبال سياراتي هستند که واقعيات ايجاد حيات را دارا باشند.


واقعيات پيدايش حيات



براي اينکه حيات بتواند در سياره‌اي به وجود آمده و تکامل يابد، اون سياره بايد در کمربند حيات منظومه خود برنامه گرفته باشد.

به علاوه، چنانچه ستاره ميزبان داراي واقعيات زير باشد، احتمال تشكيل و دوام حيات در اون بيشتر هست:

  • سن ستاره بايد بيشتر از 3 ميليارد سال باشد: سه ميليارد سال حداقل وقتي هست که حيات مي‌تواند در طي اون به وجود آمده و تکامل يابد.


    جرم اون بايد حداکثر 5/1 برابر جرم خورشيد باشد: ستارگاني با جرم بالاتر گرچه هيدروژن و هليوم بيشتري دارند اما ذخيره سوخت خود را با سرعت بيشتري به پايان مي‌برند و بنابراين عمر کوتاه‌تري دارند و به همين خاطر، موقعيت لازم براي پيدايش و تکامل حيات را فراهم نمي‌نمايند - حتي اگر سياره يا سياراتي در فاصله مناسبي از چنين ستارگاني برنامه گرفته و واقعيات خوبي براي ايجاد حيات داشته باشد.

  • عناصر سنگين موجود در ستاره بايد حداقل 40 % عناصر موجود در خورشيد باشند: سيارات خاکي اطراف ستارگاني که داراي ميزان پاييني عناصر سنگين هستند تشکيل نمي‌شوند و تنها سيارات گازي که بر رايشان اونها امکان حيات وجود ندارد در چنين منظومه‌هايي يافت مي‌شوند.

البته در سال‌هاي اخير منظومه‌هاي خورشيدي متعددي کشف شده‌اند که يک يا چند شرط بالا را دارا نبودند، اما سياراتي كه در چنين منظومه‌هايي كشف شده‌اند باز هم از نظر دانشمندان واقعيات ايجاد حيات را داشته‌اند زيرا در کمربند حيات منظومه خود برنامه داشته‌اند.

دليل اين امر اون هست که بسته به قطر، جرم و نوع ستاره‌اي که در يک منظومه وجود دارد، کمربند حيات اون منظومه گسترده‌تر يا کوچک‌تر مي‌شود.





کمربند حيات


منظومه خورشيدي ما در کمربند حيات کهکشان راه شيري، و سيارات زمين و مريخ در کمربند حيات منظومه شمسي واقع شده‌اند


کمربند حيات يک منظومه به ناحيه‌اي در اطراف اون اطلاق مي‌شود که در اونجا انرژي دريافتي از ستاره نه خيلي زياد و نه خيلي کم هست و بنابراين درجه حرارت سياره‌اي که در اين مکان برنامه مي‌گيرد براي شکل‌گيري آب مايع در سطح اون مناسب هست.

بر پايه نظريه سنتي، وجود آب مايع براي شکل‌گيري و دوام حيات ضروري هست.

اما امروزه دانشمندان به دلايلي که بعدا به اونها مي‌پردازيم کمي محتاطانه‌تر در اين رابطه اظهار نظر مي‌نمايند.

اکنون مي‌دانيم هر کجا آب مايع پيدا شود، حيات از نوعي که ما در سياره خود مي‌بينيم مي‌تواند به وجود آيد.



بيشتر سياره شناسان در اين زمينه معتقدند پيدا کردن آب مايع نمي‌تواند به طور قطع وجود حيات در سياره‌اي را به اثبات برساند چرا که هيچ کس هنوز به طور قطع نمي‌داند حيات بر رايشان زمين چگونه به وجود آمده و آيا اصلا منشا اون خود کره زمين بوده يا خير؟ اما با اين وجود، اين دانشمندان معتقدند سيارات خاکي که بر سطح اونها آب مايع وجود دارد و به دور ستارگان رشته اصلي (ستارگاني که در مرکز اونها همجوشي هسته‌اي رخ مي‌دهد) مي‌گردند، بهترين مکان براي جستجو به دنبال فعاليت‌هاي زيستي هستند، هر چند اين مساله بدان معنا نيست که امکان وجود حيات در سيستم‌هاي خورشيدي با واقعيات متفاوت مورد بررسي برنامه نگيرد.

اوايل نيمه دوم قرن بيستم بود که مطالعات بيشتر بر نحوه شکل‌گيري، دوام و تکامل حيات موجب شد تا دانشمندان در ديدگاه سنتي خود تجديد نظر نمايند و به جاي محدود ساختن جستجو به دنبال حيات تنها در سياراتي که به دور ستارگان رشته اصلي وجود دارند، امکان پيدايش حيات به دور ساير ستارگان و حتي اقمار سيارات را نيز بررسي نمايند.

ايده اين امر وقتي مطرح شد که متخصصان علوم زيستي در دهه 1960 در مکان‌هايي از کره زمين مانند اعماق اقيانوس‌ها، محيط‌هايي با دماهاي بسيار پايين، فشار هواي به شدت بالا و يا حتي مکان‌‌هاي بسيار خشک و بدون آب که واقعيات حيات بسيار مشکل مي‌نمود موفق به کشف هزاران گونه موجود زنده که بيشتر اون‌ها از نوع تک‌سلولي يا باکتري‌ها بودند، شدند.

برخي از اين موجودات حتي قادر به دوام در مقابل ميزان بسيار بالايي تشعشعات گوناگون بودند و برخي ديگر براي دوام نيازي به اکسيژن و نور خورشيد نداشتند.

اين امر موجب طرح ايده‌اي نايشانن در جامعه نجومي شد که بر پايه اون كاوشگران حيات دريافتند اگر حيات در واقعياتي بسيار دشوار در همين کره خاکي مي‌تواند به وجود آمده و دوام يابد، در جستجو به دنبال حيات به سادگي نمي‌توان از کنار سيارات ديگري که واقعيات اون‌ها با واقعيات معمول زمين بسيار متفاوت به نظر مي‌رسد گذشت.





حدود يک دهه بعد، فضاپيماهاي وايشانجر ناسا بار ديگر کاوشگران حيات فرازميني را که تصور مي‌کردند تمامي احتمالات موجود جهان‌هايي که داراي واقعيات حيات هستند را بررسي کرده‌اند به شدت متحير ساختند.

تصاايشانري که اين دو فضاپيما از قمر مشتري، اروپا، در سال 1979 به زمين مخابره کردند نشان داد اين قمر با وجود اونکه در کمربند حيات منظومه شمسي برنامه ندارد، داراي مقادير زيادي يخ بر سطح خود هست.

اما نکته جالب ديگري که در اين تصاايشانر وجود داشت، سطح نسبتا هموار اين قمر بود.

بر خلاف ماه که بر سطح خود زخم‌هايي کهنه از برخوردهاي سماايشان دارد که همچنان به دليل ميزان بسيار ناچيز فعاليت‌هاي زمين‌شناسي و فرسايش خاک تقريبا از هنگام برخورد بدون تغيير باقي مانده هست، در تصاايشانر قمر مشتري اثرات زيادي از برخوردهاي سماايشان ديده نمي‌شد.

به طور کلي هنگامي که يک جسم سماايشان مانند سياره، قمر، يا سيارک بر رايشان سطح خود نشانه‌هاي زيادي از برخوردهاي سماايشان ندارد، مي‌توان فرمود يک يا چند مورد زير در مورد اون صادق هست:

  • مدت وقت زيادي از عمر اون جسم سماايشان نمي‌گذرد و پوسته اون جوان هست.

    به همين دليل هنوز توسط اجرام مهاجم سماايشان بمباران نشده هست و يا چون پوسته هنوز در حال شکل‌گيري هست، اثرات به جا مانده از برخوردهاي اجرام سماايشان دستخوش تغيير شده‌اند

    اون جسم سماايشان داراي فعاليت‌هاي زمين‌شناسي مانند فعاليت‌هاي آتشفشاني و حرکات زمين‌ساختي هست که موجب تغيير شکل پوسته در طي سال‌ها مي‌گردد
    اون جسم سماايشان داراي جو هست و به دليل بارش‌هاي جايشان و جابجايي هوا در اون، خاک دچار فرسايش ‌مي‌شود
  • در مرکز جسم سماايشان، منبع توليد انرژي وجود دارد که موجب گرم شدن لايه‌هاي مختلف اون و تغيير شکل پوسته مي‌گردد
سياره شناسان مي‌دانستند که قمر اروپا تقريبا به طور هموقت با ساير اجرام منظومه شمسي يا حداقل با اختلاف چند ده ميليون سال از اون به وجود آمده هست؛ بنابراين اروپا يک قمر جوان محسوب نمي‌شود.

به علاوه، از اونجا که پوسته اروپا برخلاف پوسته زمين که از مواد سنگي ساخته شده، پوشيده از يخ هست، فعاليت‌هاي زمين‌شناسي به نحايشان که بر رايشان زمين شاهد اون هستيم نيز در سطح اين قمر مشاهده نمي‌شد.

از سايشان ديگر، اروپا فاقد جو هست، بنابراين نه فرسايش خاک در اون رخ مي‌دهد و نه اجرام مهاجم پيش از برخورد با سطح قمر در لايه‌هاي جو سوخته و تبخير مي‌شوند.

از طرفي، با توجه به فاصله نزديک اين قمر به سياره خود يعني مشتري که تنها 671 هزار کيلومتر هست، انتظار مي‌رفت اروپا به دليل گرانش قايشان مشتري که سيارک‌ها و شهابسنگ‌ها را به سايشان خود جذب مي‌کند، آماج حملات اين تکه سنگ‌هاي مهاجم باشد.

تمامي اين شرایط موجب شد سياره شناسان فراخوان نمايند که اروپا احتمالا در لايه‌هاي دروني خود داراي يک منبع توليد انرژي و حرارت هست که موجب جريان آب مايع جايي حدود 15 کيلومتر پايين‌تر از خارجي‌ترين لايه يعني پوسته اون مي‌شود.

اين جريان متداوم مايعات در زير پوسته موجب بروز تغييرات در سطح اون و تغيير شکل دادن و پر شدن دهانه‌هاي برخوردي ناشي از تصادم شهابسنگ‌ها مي‌گردد.

سياره‌شناسان با محاسبه تعداد دهانه‌هاي برخوردي که امروزه بر سطح اروپا ديده مي‌شوند دريافتند که از عمر پوسته اين قمر به طور متوسط 10 ميليون سال بيشتر نمي‌گذرد.

بسياري معتقدند گرماي قمر اروپا ناشي از پديده‌اي هست که به اون گرمايش جذر و مد گرانشي فرموده مي‌شود.

پوسته تمامي اقمار منظومه شمسي از جمله قمر زمين تحت تاثير نيرايشان گرانش سيارات خود مدام در حال تغييراند.

اين تغييرات اما در اغلب اقمار بسيار جزيي و در طي وقت‌هاي کوتاه بسيار نامحسوس هست.

سطح اقمار در نتيجه اين فرآيند منبسط و منقبظ مي‌شود که اين امر موجب بروز اصطکاک، توليد حرارت و گرم شدن اونها مي‌گردد.

طبيعي هست که هرچه قمر به سياره مادر خود نزديک‌تر و هر چه اون سياره داراي نيرايشان گرانش قايشان‌تري باشد، گرماي ناشي از جذر و مد گرانشي بيشتر هست.

البته اقمار منظومه شمسي نيز بر رايشان سيارات خود چنين تاثير متقابلي مي‌گذارند، اما به دليل جرم کم‌تر و متعاقبا نيرايشان گرانش ضعيف‌تري که نسبت به سيارات خود دارند، چنين تاثيراتي عموما قابل چشم پوشي هست.

پيش از اعزام فضاپيماهاي وايشانجر به ماموريت خود، دانشمندان تصور مي‌کردند تمامي اقمار منظومه شمسي مانند قمر زمين جهان‌هايي مرده هستند که امکان بروز و دوام حيات بر رايشان اونها به هيچ وجه حتي قابل بررسي هم نيست.

تصاايشانر جديدي که وايشانجرها از اروپا در سال 1979 ارائه دادند ثابت کرد چنين ديدگاهي نادرست هست و از اون پس اقمار سيارات نيز مورد توجه کاوشگران حيات برنامه گرفتند.

از اونجا که قمر اروپا خارج از کمربند حيات منظومه شمسي برنامه داشت، دستاورد مهم ديگري که اطلاعات ارسالي وايشانجرها براي کاوشگران حيات دربرداشت اين بود که اونان دريافتند جهان‌هايي که خارج از اين محدوده و در فواصل زيادي از منبع اصلي توليد انرژي يک منظومه که ستاره اون هست، برنامه دارند نيز چنانچه داراي منابع حرارتي دروني باشد و در اثر فرايندهايي همچون گرمايش گرانشي يا زوال راديواکتيو که در نيمکره جنوبي تيتان، قمر زحل، رخ مي‌دهد، بتوانند انرژي مورد نياز خود را تامين نمايند بايد در زمره مکان‌هايي با احتمال ايجاد واقعيات حيات و حتي وجود آب مايع محسوب شوند.

از اون وقت بود که در جستجو به دنبال حيات، اقمار سيارات گازي منظومه شمسي ديگر حتي از سياره مريخ نيز بيشتر مورد توجه برنامه گرفتند و مطالعات بيشتري در اين زمينه بر رايشان اين قمرها آغاز گرديد.

با گسترش دامنه اين مطالعات به سيارات فراخورشيدي و اقمار اونها، بار ديگر تعداد جهان‌هاي ناشناخته‌اي که هر يک مي‌توانند واقعيات بروز و تکامل حيات را ايجاد نمايند رو به فزوني گذارد.


تنها در کهکشان راه شيري بيش از 300 ميليارد ستاره وجود دارند.

اگر 10 % اونها ستارگاني مانند خورشيد باشند و نحوه شکل‌گيري منظومه‌هاي اونها شبيه به چگونگي شکل‌گيري منظومه شمسي باشد، در کهکشان ما بايد 30 ميليارد سياره گازي و به همين تعداد سياره خاکي وجود داشته باشد.

با در نظر گرفتن تنها مدل منظومه‌اي شناخته شده يعني منظومه شمسي، اگر فرض کنيم هر سياره گازي دست کم 4 قمر و سيارات خاکي به طور متوسط هر يک تنها يک قمر داشته باشند، انتظار مي‌رود حدود 150 ميليارد قمر در کهکشان ما وجود داشته باشد! هموقت سوال ديگري ذهن کاوشگران حيات را به خود مشغول ساخت: آيا تنها سياراتي که به دور ستاره‌هاي رشته اصلي در گردشند سيارات قابل سکونت محسوب مي‌شوند يا ساير گونه‌هاي ستاره‌اي مانند کوتوله‌هاي قرمز يا حتي غول‌هاي قرمز نيز مي‌توانند چنين واقعياتي را براي سيارات خود به وجود بياورند؟




اخترشناسان هنوز به طور قطع نمي‌دانند هنگامي که خورشيد تبديل به غول قرمز شود چه سرنوشتي در انتظار سياره ماست


کوتوله های قرمز که به وفور در جهان يافت مي‌شوند حدود 50 برابر کم فروغ‌تر از خورشيدند و جرم اونها تقريبا يک پنجاهم جرم خورشيد هست.

نگاهي اجمالي به دسته بندي ستارگاني که تا کنون در جهان کشف شده‌اند نشان مي‌دهد حدود 85 % کل ستارگان جهان را کوتوله‌هاي قرمز تشکيل مي‌دهند.

اين ستارگان به دليل جرم و درخشندگي پايين خود اصلا در زمره ميزبانان احتمالي سياراتي با امکان پيدايش حيات به حساب نمي‌آمدند.

يکي از مهم‌ترين دلايل اين امر اون هست که کمربند حيات در چنين منظومه‌هايي بايد بسيار نزديک به ستاره مادر باشد تا سياره‌اي که در اين ناحيه برنامه مي‌گيرد بتواند ميزان مناسب حرارت و انرژي را براي حفظ حيات بر رايشان خود دريافت کند.


از سايشان ديگر، يک سياره در صورتي که در چنين فاصله نزديکي از ستاره خود برنامه گيرد، در تله گرانشي ستاره خود مي‌افتد و همواره يک رايشان اون به سمت ستاره هست در حالي که رايشان ديگر هيچ‌گاه حرارت مستقيم ستاره را دريافت نمي‌کند.

اين پديده که قفل مداري نام دارد هنگامي رخ مي‌دهد که به دليل فاصله کم دو کره سماايشان با جرم‌هاي متفاوت از يکديگر و گرانش کره بزرگ‌تر، طول حرکت وضعي جسم کوچک‌تر با مدت حرکت انتقالي اون به دور جسم ديگر برابر مي‌شود.

درست مانند قمر زمين که به دليل برنامه گرفتن در تله گرانشي سياره مادر، هميشه يک رايشان خود را به زمين مي‌نماياند و ما هرگز قادر به ديدن نيمه ديگر ماه نيستيم.

در چنين واقعياتي، دما در نيمي از سياره‌ که همواره رو به ستاره مادر هست به شدت زياد و در نيمه ديگر اون به شدت کم خواهد بود به گونه‌اي که حتي اگر اين سياره داراي آب هم باشد، حرارت ستاره در نيمي از اون موجب تبخير آب و در نيم ديگر سبب انجماد اون مي‌گردد.

اما در سال‌هاي اخير مدل‌هاي کامپيوتري نشان دادند که چنانچه چنين سياره‌اي داراي جايشان با ضخامت مناسبي باشد، حرارت دريافتي از ستاره کوتوله قرمز مي‌تواند از سمتي که رو به ستاره دارد به سمت ديگر منتقل و موجب متعادل شدن حرارت کل سياره شود.

اين يافته نيز بار ديگر بر تعداد اجرام و منظومه‌هايي که مي‌توانند از لحاظ ايجاد و پيدايش حيات مورد بررسي برنامه گيرند اضافه کرد و اين بار ستارگان کوتوله قرمز که همانطور که پيشتر اشاره شد بخش عمده‌اي از ستارگان جهان را به خود اختصاص داده‌اند مورد توجه جستجوگران حيات برنامه گرفتند.

از اون پس، هر روز بر تعداد اخترشناساني که معتقد بودند جستجو به دنبال حيات فرامنظومه‌اي نبايد به ستارگان رشته اصلي محدود شود رو به افزايش گذاشت تا اينکه سياراتي که به دور غول‌هاي قرمز مي‌گردند نيز مورد توجه برنامه گرفتند.


غول قرمز ستاره‌اي هست با قطري معادل 10 تا 100 برابر قطر خورشيد که پيشتر خود در زمره ستارگان رشته اصلي برنامه داشته، بدان معنا که در مرکز اون همجوشي هسته‌اي به وقوع مي‌پيوسته هست.

سرانجام با اتمام ذخيره هيدروژن در مرکز چنين ستارگاني و فشرده‌تر شدن اون‌ها، همجوشي هسته‌اي اتم‌هاي هيدروژن در لايه‌اي اطراف هسته آغاز شده، در اثر برهم خوردن تعادل ميان لايه‌هاي گازي، ستاره شروع به انبساط مي‌کند که در اون هنگام غول قرمز ناميده مي‌شود.

گرچه مرکز چنين ستارگاني بسيار فشرده و داراي دماي بالايي هست، اما لايه‌هاي خارجي اونها در اثر انبساط دچار کاهش نسبي دما مي‌شوند.

چنين سرنوشتي حدود 5 ميليارد سال آينده در انتظار خورشيد ما نيز هست.

تک ستاره ما در اون هنگام به قدري بزرگ مي‌شود که سيارات داخلي منظومه شمسي يعني عطارد و زهره را مي‌بلعد و تا نزديکي زمين پيشرايشان مي‌کند.

در حال حاضر، يکي از موضوعاتي که ذهن اخترشناسان را به خود مشغول داشته، امکان وجود حيات بر سياراتي هست که به دور غول‌هاي قرمز مي‌گردند.

بر پايه مطالعات اوليه، به نظر مي‌رسد چنين مساله‌اي زياد هم دور از واقعيت نيست، هر چند کمربند حيات يک منظومه با افزايش قطر ستاره و تغيير درخشش و دماي سطحي اون به نقطه‌اي دورتر نقل مکان مي‌کند.

به عنوان نمونه، 2 ميليارد سال ديگر، زمين به دليل تغييراتي که در دما و درخشندگي خورشيد ايجاد خواهد شد، از کمربند حيات کنوني منظومه شمسي خارج مي‌شود.


کمربند حيات ستارگان غول قرمز در فاصله 1000 تا 3000 ميليون کيلومتري اونها برنامه دارد، در حالي که کمربند حيات ستاره‌اي مانند خورشيد که يک ستاره معمولي از دسته ستارگان رشته اصلي محسوب مي‌شود، به ناحيه‌اي در فاصله 140 تا 240 ميليون کيلومتري اون که تنها دربرگيرنده مدار زمين و مريخ هست، اطلاق مي‌شود.

کشف سيارات فراخورشيدي در اطراف ستارگان رشته اصلي بسيار ساده‌تر از رديابي سياره‌اي در اطراف يک غول قرمز هست، چراکه گرچه کمربند حيات ستارگان رشته اصلي در فاصله نزديک‌تري از ستاره خود برنامه دارد، اما با توجه به اينکه درخشندگي سطحي غول‌هاي قرمز عموما هزاران برابر بيشتر از ستارگان رشته اصلي هست، سياراتي که به دور اونها مي‌‌گردند غالبا در نور ستاره مادر به سادگي قابل رصد نيستند.

به عنوان نمونه، هنگامي که خورشيد تبديل به يک غول قرمز شود، قطر اون حدودا 100 برابر، اما درخشندگي سطحي ستاره ما به بيش از 1000 برابر درخشندگي فعلي خود خواهد رسيد.

بررسي امکان وجود و دوام حيات در اطراف چنين ستارگاني باز هم دايره جستجو به دنبال حيات را گسترده‌تر کرد.

از سايشان ديگر، از وقت کشف اولينسياره فراخورشيدي در سال 1990 تا کنون، سيارات متعددي خارج از منظومه شمسي کشف شده‌اند که از نظر ساختار و همينطور منظومه‌اي که در اون برنامه گرفته‌اند با يکديگر بسيار متفاوتند.

با وجود تنوع زيادي که در سيارات فراخورشيدي تا کنون مشاهده شده، دانشمندان بيشتر به دنبال سياراتي هستند که از نظر ساختار، دما و ساير مشخصات تا حدي شبيه زمين باشند.

براي اين امر جواب به اين سوال که آيا منظومه شمسي، منظومه‌اي منحصر به فرد هست يا خير مساله‌اي هست که مدت‌هاست ذهن منجمان را به خود مشغول کرده هست.



سيارات فراخورشيدي در يك نگاه
نخستين
سياره 51 پگاسي بي اولينسياره‌اي بود که به دور ستاره‌اي مانند خورشيد کشف شد.

کشف اين سياره گازي که به سال 1995 بازمي‌گردد سرآغازي بود براي جستجو به دنبال سيارات فراخورشيدي که در اطراف ستارگان رشته اصلي در گردشند.

علت نامگذاري اين سياره به 51 پگاسي بي، کشف اون در صورت فلکي اسب بالدار يا پگاسوس بوده هست.


نزديک‌ترين
نزديک‌ترين سياره فراخورشيدي به زمين که تا کنون کشف شده, سياره اپسيلون اريداني بي هست.

اين سياره که به دور ستاره‌اي خورشيد مانند و در فاصله تنها 5/10 سال نوري از زمين برنامه دارد، اونقدر از ستاره خود فاصله دارد که احتمال وجود آب مايع بر سطح اون تقريبا منتفي هست.


جوان‌ترين
جوان‌ترين سياره فراخورشيدي که تا کنون کشف شده هست کمتر از يک ميليون سال عمر دارد و به دور ستاره‌اي با نام کاکو تائو 4 در فاصله 420 سال نوري از زمين در حال گردش هست.

منجمان در هنگام بررسي حلقه‌اي از غبار در اطراف اين ستاره، متوجه يک حفره عظيم حلقه مانند به دور اون شدند که قطر اون 10 برابر فاصله زمين تا خورشيد بود و احتمالا به دليل نيرايشان گرانش سياره که موجب پراکندگي ذرات غبار در طي مسير خود شده، به وجود آمده هست.


كهنسال‌‌ترين
مسن‌‌ترين سياره‌اي که تا کنون کشف شده، 7/12 ميليارد سال عمر دارد.

اين سياره که قدمت اون 8 ميليارد سال از زمين بيشتر هست تنها 1 ميليارد سال پس از پيدايش جهان و انفجار مهيبي که به مهبانگ معروف هست شکل گرفته هست.

کشف اين سياره که پي اس آر بی 1620-26سی ناميده شد، از اون جهت حائز اهميت بود که نشان داد حيات مي‌تواند بسيار زودتر از اونچه پيشتر تصور مي‌شد در نقطه‌اي از جهان به وجود آمده باشد.


بزرگ‌ترين
سياره تي آر اي اس-4 با قطري معادل 7/1 برابر قطر مشتري (20 برابر قطر زمين)، بزرگ‌ترين سياره‌اي هست که تا کنون کشف شده هست.

منجمان قطر اين سياره را هنگامي که در حال عبور از جلايشان ستاره خود به نام جي اس سي 00648-02620بود محاسبه کردند.

چگالي متوسط اين سياره غول آسا به طرز عجيبي پايين و معادل 2/0 گرم بر سانتي‌متر مکعب هست.

مدت حرکت انتقالي اين سياره که در فاصله 1400 سال نوري از زمين برنامه دارد، تنها 5/3 روز هست.

ستاره‌اي که اين سياره به دور اون کشف شده در مرحله گذار از يک ستاره رشته اصلي به غول قرمز و با عمري حدود 5 تا 7 ميليارد سال هست.

گرچه سن اين ستاره تقريبا معادل سن خورشيد (5/4 ميليارد سال) هست، اما از اونجا که جرم اين ستاره بسيار بزرگ‌تر از جرم خورشيد بوده، با سرعت دو برابر خورشيد سوخت خود را به پايان رسانده و در حال تبديل شدن به غول قرمز تا يک ميليارد سال آينده هست.‌ در اون وقت، سياره تي آر اي اس-4 به واسطه فاصله کمي که تا ستاره خود دارد به طور کامل توسط ستاره مادر بلعيده خواهد شد.


کوچک‌ترين
سياره اُ جي ال اي-2005-بي ال جي-390 ال بي کوچک‌ترين سياره فراخورشيدي که تا‌کنون کشف شده، جرمي حدود 5/5 برابر زمين دارد و به دور ستاره کوتوله قرمزي که فاصله اون تا زمين 28000 سال نوري هست، مي‌گردد.

گرچه پيش از اين سياراتي در ابعاد کره زمين خارج از منظومه شمسي کشف شده بودند، اما تمامي اونها به دور ستارگان نوتروني پيدا شدند و بدين سبب واقعيات ايجاد حيات را نداشتند.

فاصله ميان اين کوتوله قرمز با سياره خاکي خود که از نظر ساختار يکي از شبيه‌ترين سيارات فراخورشيدي به زمين محسوب مي‌شود، 5/2 برابر فاصله زمين تا خورشيد هست.

اين در حالي هست که اغلب سيارات فراخورشيدي که تا‌کنون کشف شده‌اند در فاصله‌اي معادل فاصله عطارد تا خورشيد از ستاره خود برنامه گرفته‌اند.

دماي پايين اين سياره که حدود 220- درجه سانتيگراد تخمين زده مي‌شود امکان پيدايش و رشد حيات به گونه‌اي که ما در زمين با اون روبه‌رو هستيم را به حداقل مي‌رساند.


سريع‌ترين
سرعت بالاي سايشانپس-10که در فاصله تقريبي 1،200،000 کيلومتري از ستاره خود کشف شده، اين سياره را ملقب به سريع‌ترين سياره فراخورشيدي کرده هست.

يک شبانه روز در اين سياره بادپا تنها 10 ساعت هست.

به همين دليل، سايشانپس-10 در زمره سياراتي با دوره تناوبي بسيار کوتاه موسوم به USPPs طبقه بندي شده هست.



عجيب‌ترين
سيارات فراخورشيدي كه تا كنون كشف شده‌اند هر يك داراي ايشانژگي‌هاي منحصر به فرد و غالبا عجيبي هستند.

اما يكي از عجيب‌ترين اكتشافات سيارات فراخورشيدي، سياره‌اي هست كه در سپتامبر 2004 ميلادي به دور يك كوتوله قهوه‌اي كشف شد.

كوتوله‌هاي قهوه‌اي ستارگاني كم فروغ با دماي سطحي كم هستند كه چگالي نسبتاً پايين اونها مانع از همجوشي هسته‌اي در مركز اونها شده هست.

اين سياره كه 2 ام 1207 بي نام گرفت، در فاصله تقريبي 100 واحد نجومي (هر واحد نجومي فاصله متوسط زمين تا خورشيد معادل 150 ميليون كيلومتر) از ستاره خود برنامه گرفته هست.

جرم اين سياره 5 برابر سياره مشتري - بزرگ‌ترين سياره منظومه شمسي - و تنها 5 برابر كمتر از ستاره ميزبان خود بود در حالي كه بيشتر سياراتي كه تا‌كنون كشف شده‌اند از نظر جرم با ستاره خود در نسبت 1:1000 هستند.

دماي اين سياره جوان كه تقريبا 8 ميليون سال از وقت پيدايش اون مي‌گذرد، در حال حاضر حدود 1000 درجه سانتيگراد تخمين زده مي‌شود.

نشانه‌هايي از وجود آب در جو اين سياره و تغييرات درخشندگي اون كه مي‌تواند دليل وجود ابرها باشد، منجمان را به بررسي بيشتر اين سياره مرموز ترغيب ساخته هست.

از سايشان ديگر، فاصله زياد ميان اين سياره با ستاره خود و همينطور نسبت پايين جرم اين دو، نظريه سحابي خورشيدي را كه در حال حاضر قايشان‌ترين نظريه پيدايش سيارات هست با مشكل مواجه كرده هست.

تولد سيارات
اولينفرضيات در مورد چگونگي پيدايش سيارات ريشه در افسانه‌ها و داستان‌هاي قومي و قبيله‌اي در ساليان ماقبل تاريخ دارد.

به‌علاوه، تقريبا تمامي اديان و آيين‌هاي مذهبي نيز اشاراتي به نحوه خلقت آسمان‌ها و زمين داشته‌اند.

اما قرن‌ها بعد، رياضي‌دانان ومنجماني همچون کوپرنيک، گاليله و کپلر اولينافرادي بودند که به جستجو در مورد دلايل علمي پديده‌هاي طبيعي از جمله حرکت اجرام سماايشان پرداختند.

اولينفرضيه علمي در مورد منشا پيدايش زمين توسط فيلسوف و رياضي‌دان فرانسايشان، رنه دکارت (1650-1596 م) ارائه شد.

اما از اونجا که در وقت دکارت هنوز نيوتون و نظريه گرانش ايشان پا به عرصه وجود نگذاشته بودند، ايشان در ارائه فرضيه خود هيچ جايي براي نيرايشان گرانش به عنوان يکي از شرایط اصلي پيدايش سيارات نگذاشته بود.

دکارت معتقد بود نيرو از طريق تماس اجسام با يکديگر از جسمي به جسم ديگر منتقل مي‌شود و جهان از ذراتي که مانند گردابي در حال چرخش هستند تشکيل شده هست.

دکارت در فرضيه خود که در سال 1644 ميلادي ارائه کرد عنوان داشت خورشيد و سيارات در اثر انقباض و تراکم يکي از همين گرداب‌ها که به طور طبيعي در جهان وجود دارند، تشکيل شده‌اند.


يک قرن بعد و در سال 1745، دانشمند فرانسايشان، جرج لايشانيس د.بوفون (1788-1707) فرضيه ديگري را مطرح کرد که بر پايه اون سيارات به دنبال تصادم ستاره‌اي که از نزديکي خورشيد عبور مي‌کرد با اون به وجود آمده‌اند.

ايشان معتقد بود اين برخورد سهمگين آسماني موجب جدا شدن تکه‌هاي گازي از هر دو ستاره و تشکيل سيارات در منظومه خورشيدي شده که سپس هر يک در مدارهايي به دور خورشيد برنامه گرفتند.

طي دو قرن بعد، اين فرضيه هر چند سال يک بار توسط دانشمندان وقت طرح مي‌شد و به تناوب مورد تاييد برنامه مي‌گرفت يا به کلي مردود مي‌گشت.

اما فرضيه بوفون مشکلات فراواني داشت: اندازه ستارگان در مقايسه با فواصل ميان اونها بسيار ناچيز هست و بنابراين تصادم اونها با يکديگر امري بسيار نادر هست.

بر پايه مطالعات کيهان‌شناسان، از هنگام شکل‌گيري کهکشان ما در بيش از 10 ميليارد سال پيش تا کنون، تعداد ستارگاني که با يکديگر برخورد کرده‌اند شايد از تعداد انگشتان يک دست نيز کمتر باشد.

از سايشان ديگر، ذرات گاز و غباري که بر پايه نظريه بوفون در اين تصادم از خورشيد و ستاره مهاجم جدا شده بودند اونقدر داغ و با حرارت بالا بودند که امکان تراکم اونها و تشکيل سيارات را به حداقل مي‌رساند.

با همه اين اوصاف، اگر هم سيارات مي‌توانستند بر پايه اين فرضيه تشکيل شوند، هرگز نمي‌توانستند در مدارهاي پايداري به دور خورشيد برنامه گيرند.


فرضياتي که توسط دکارت و بوفون ارائه شدند، دو تفاوت عمده با يکديگر دارند و اون ماهيت اونهاست.

فرضيه دکارت، فرضيه‌اي تکاملي هست که در اون خورشيد و سيارات به تدريج و در فرايندي تکاملي به وجود آمده‌اند.

اگر فرضيه ايشان صحيح باشد، ستارگاني که در اطراف اونها سياراتي وجود دارند بايد در جهان به وفور يافت شوند.

از طرف ديگر، فرضيه ارائه شده توسط بوفون اتفاقي هست که بر پايه اون سيارات به طور تصادفي و در اثر يک اتفاق به وجود مي‌آيند.

بنابر اين فرضيه، منظومه‌هاي خورشيدي بايد بسيار نادر باشند.

گرچه فرضيه‌هاي دکارت و بوفون امروزه مردود فراخوان شده‌اند، اما زحمات اين دو دانشمند در معطوف ساختن افکار ساير دانشمندان به چگونگي پيدايش سيارات را نبايد ناديده گرفت.

نظرياتي که در حال حاضر در مورد پيدايش سيارات مورد قبول دانشمندان هستند گرچه با دو فرضيه فوق بسيار متفاوتند اما مي‌توان فرمود تا حدي تلفيقي از اين دو فرضيه‌اند چرا که غالبا نظرياتي تکاملي همراه با وقوع وقايعي تصادفي و نادر هستند.


ريشه‌هاي نظريه کنوني پيدايش سيارات که در ادامه به اون مي‌پردازيم را بايد نتيجه تحقيقات منجم و رياضي‌دان فرانسايشان، پير سيمون د.لاپلاس دانست.

در سال 1796 ايشان با تلفيق فرضيه دکارت و قوانين گرانش نيوتون موفق به ارائه مدلي شد که بر پايه اون ابري از ماده در حال چرخش که بر رايشان نيرايشان گرانش خود در حال تراکم و مسطح شدن به شکل قرصي از گاز بود را به تصايشانر کشيد و به اين ترتيب پايه‌هاي نظريه کنوني را بنا نهاد.

در مدلي که لاپلاس از پيدايش سيارات ارائه کرده بود، بنابر اصل پايداري اندازه حرکت زاايشانه‌اي، هرچه اين قرص چرخان گازي کوچک‌تر مي‌شود، سرعت چرخش اون بيشتر مي‌گردد.

ايشان معتقد بود هنگامي که اين قرص چرخان به بيشترين سرعت خود مي‌رسد، شروع به برون‌پاشي لايه‌هاي خارجي خود مي‌کند که اين لايه‌ها سرانجام تشکيل حلقه‌هايي از ماده مي‌دهند.

اين فرايند اونقدر ادامه مي‌يابد که حلقه‌هاي متعددي در فواصل مختلف تشکيل مي‌شوند و در نهايت با متراکم شدن مواد تشکيل دهنده اون حلقه‌ها، سياراتي تشکيل مي‌شوند که همگي به دور خورشيدي که در مرکز اين قرص گازي متولد شده هست، در حال چرخشند.

اين فرضيه که به نظريه سحابي مشهور هست بعدها با اندک تغييراتي مورد قبول اکثر دانشمندان برنامه گرفت.

يکي از اشکالات عمده مدل لاپلاس اين بود که خورشيد به عنوان مرکز ابري که موجب تشکيل اون و سيارات اطرافش شد داراي بيشترين اندازه حرکت زاايشانه‌اي بود، حال اونکه بعدها و پس از مطالعه اوليه سيارات و خورشيد، دانشمندان دريافتند سيارات منظومه شمسي بيشترين اندازه حرکت زاايشانه‌اي منظومه را دارا هستند.

از اونجا که فرضيه سحابي لاپلاس در توجيه مشکل اندازه حرکت زاايشانه‌اي اجرام منظومه شمسي با شکست رو به رو شد، توجه دانشمندان در طي يک قرن پس از اون مجددا به نظريه بوفون معطوف گرديد.





نظريه سحابي خورشيدي
امروزه مي‌دانيم عناصر سنگيني که جهان ما از اونها ساخته شده در دل ستاره‌ها به وجود مي‌آيند.

از سايشان ديگر آخرين نظريه علمي که مورد قبول اغلب اخترشناسان نيز هست، پيدايش سيارات را نتيجه فرايندهاي گرانشي هنگام تولد ستارگان مي‌داند.

بر پايه اين نظريه، که نظريه سحابي خورشيدي ناميده مي‌شود، سيارات از قرصي از گاز و غبار که در اطراف ستاره‌اي در حال تولد به وجود مي‌آيد، پديد مي‌آيند.





بر پايه نظريه سحابي خورشيدي، سيارات در 5 مرحله به وجود مي‌آيند


هنگامي که ذرات گاز و غبار ميان‌ستاره‌اي در مکان‌هايي از کهکشان، مانند بازوهاي کهکشان‌هاي مارپيچي از جمله کهکشان راه شيري، در اثر نيرايشان گرانش متراکم مي‌شوند، ستاره‌اي در مرکز اين ابر متولد مي‌شود.

اين ستاره در تمام مراحل تکامل خود توسط ابري از غبار احاطه شده که چرخش ذرات موجود در اون سبب مي‌شود قرصي چرخان از غبار در اطراف ستاره در حال تولد تشکيل شود.

سرانجام فشار لايه‌هاي مختلف گازي ستاره سبب بالا رفتن دماي مرکز اون و آغاز همجوشي هسته‌اي شده، دماي سطحي ستاره به سرعت بالا مي‌رود.

اين امر سبب مي‌شود لايه‌هاي غبار که در اطراف ستاره قرصي چرخان تشکيل داده بودند توسط جريان فوتون‌هاي پر انرژي که موفق به فرار از سطح ستاره شده بودند پراکنده شوند.


بر پايه نظريه سحابي خورشيدي، سيارات درون همين قرص چرخان در اطراف ستارگان جوان به وجود مي‌آيند.

مشاهداتي که در طول موج‌هاي مختلف به خصوص طول موج فروسرخ انجام گرفته نيز نشان مي‌دهند ستارگان جوان پس از آغاز همجوشي هسته‌اي در مرکز خود با سرعتي حدود 200 کيلومتر بر ثانيه اين قرص‌هاي چرخان را از خود رانده، به اطراف پراکنده مي‌نمايند.

فناوري جديد حتي به دانشمندان امکان مشاهده و عکس‌برداري از قرص‌هاي چرخان غبار در اطراف ستارگان در حال تولد را مي‌دهد.

منظومه شمسي ما نيز به احتمال فراوان در چنين فرايندي به وجود آمده هست.‌ هنگامي که خورشيد در اثر تراکم غبار ميان‌ستاره‌اي به وجود آمد و فرايند همجوشي هسته‌اي خود را حدود 7/4 ميليارد سال پيش آغاز کرد، فوران فوتون‌ها و ذرات باردار از سطح اون توسط بادهاي خورشيدي سبب پراکنده شدن قرص غبار اطرافش شد.

پس از پراکنده شدن اين قرص چرخان، اونچه باقي ماند مجموعه‌اي از کرات خاکي و گازي در مدارهايي به دور خورشيد بود که اونها را سياره مي‌ناميم.

درست مانند نظريه‌اي که لاپلاس از پيدايش منظومه شمسي ارائه داده بود، نظريه سحابي خورشيدي نيز با اشکال بزرگي رو به رو هست که اون پايين بودن سرعت حرکت زاايشانه‌اي خورشيد در مقايسه با سيارات هست.

براي درک چنين مساله به ظاهر نامتعارفي بايد بررسي کنيم چه چيز موجب کند شدن سرعت چرخش خورشيد شده هست؟ مي دانيم خورشيد در هر ثانيه حدود 6/4 ميليون تن از جرم خود را به واسطه همجوشي هسته‌اي از دست مي‌دهد.

اين ميزان جرم تبديل به انرژي شده که ما اون را به صورت نور و گرما احساس مي‌کنيم.

بر پايه قانون پايداري اندازه حرکت زاايشانه‌اي، کاهش جرم يک جسم به معناي کند شدن سرعت حرکت زاايشانه‌اي اون هست.

بعلاوه، ميدان مغناطيسي قايشان خورشيد تاثير بسزايي در کاهش سرعت چرخش اون دارد.

يکي از راه‌هايي که از طريق اون مي‌توان نظريه پيدايش سيارات منظومه شمسي در ابرهاي گازي اطراف خورشيد را تا حد زيادي اثبات کرد، بررسي شباهت‌هاي سيارات منظومه خورشيدي ما با يکديگر هست - چرا که اگر تمامي سيارات از يک ابر غبار در اطراف خورشيد به وجود آمده باشند، به طور طبيعي بايد داراي ايشانژگي‌هاي مشترکي نيز باشند.





منظومه هماهنگ
تمامي سيارات منظومه شمسي تقريبا در يک صفحه مداري به دور خورشيد مي‌گردند.

به هستثناي عطارد که صفحه مداري اون با صفحه مداري زمين يا دايره‌‌البروج زاايشانه‌اي معادل تقريبي ˚7 مي‌سازد، تمايل صفحات مداري ساير سيارات منظومه شمسي نسبت به صفحه مداري زمين، کمتر از ˚4/3 هست.

اين بدان معناست که اگر به منظومه شمسي از پهلو نگاه کنيم ظاهري شبيه به يک صفحه تخت دارد.

زوايايي که محور گردش سيارات به دور خود با صفحه مدار زمين مي‌سازند نيز اختلاف چنداني با يکديگر ندارند.

انحراف محور سيارات منظومه شمسي به اين صفحه کمتر از ˚30 هست.

انحراف محور خورشيد نيز نسبت به صفحه دايره‌‌البروج ˚25/7 هست.


راستاي حرکت وضعي (گردش سياره به دور خود که موجب پيدايش شب و روز مي‌شود) و حرکت انتقالي (گردش سياره به دور خورشيد که سبب پيدايش سال مي‌گردد) سيارات منظومه شمسي نيز مي‌تواند گواهي بر نظريه سحابي خورشيدي باشد.

اگر از نقطه‌اي در بالاي قطب شمال زمين به سيارات بنگريم، تمامي سيارات در جهت خلاف عقربه‌هاي ساعت به دور خورشيد در گردشند و به هستثناي زهره و اورانوس، جهت حرکت وضعي ساير سيارات نيز عکس جهت عقربه‌هاي ساعت هست.

برخي سياره‌شناسان معتقدند علت اين ناهماهنگي در زهره و اورانوس مي‌تواند برخورد سهمگين يک جرم سماايشان با اين دو سياره در سال‌هاي آغازين پيدايش منظومه شمسي باشد، گرچه صحت اين فرضيه هنوز به اثبات نرسيده هست.

سه دليل فوق، يعني برنامه گرفتن تمامي سيارات در يک صفحه مداري، راستاي چرخش اونها به دور خود (به هستثناي زهره و اورانوس)، و جهت گردش اونها به دور خورشيد از مهم‌ترين دلايلي هستند که نشان مي‌دهند منشا پيدايش تمامي سيارات منظومه شمسي يکسان و به نوعي مرتبط با پيدايش خورشيد بوده هست.

علاوه بر اين، دانشمندان به کمک محاسبه نيمه عمر مواد راديواکتيو موجود در زمين، ماه، مريخ و شهابسنگ‌ها دريافتند اجرام منظومه شمسي بين 3/4 تا 8/4 ميليارد سال عمر دارند که هموقتي تولد اونها را نشان مي‌دهد.

اين شباهت‌ها و هماهنگي ميان اجزاي منظومه خورشيدي، مهم‌ترين دليل اثبات نظريه سحابي خورشيدي هست.


علاوه بر اين، فناوري جديد تصاايشانري از ستاره‌هاي در حال تولد شکار کرده هست که ابري از غبار در حال تراکم را در اطراف اونها نشان مي‌دهد که محل تولد سيارات اون منظومه محسوب مي‌شود.

چنانچه نظريه سحابي خورشيدي صحيح باشد، سيارات در جهان ما بايد به وفور يافت شوند چرا که اغلب ستارگان در مرکز قرص‌هايي از غبار که محل تولد سيارات هست، تشکيل مي‌شوند.

کشف سيارات فراخورشيدي گامي مهم در اثبات اين نظريه تا‌کنون بوده هست.



منبع :
کد:
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

8:

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

منتقل خواهد شد ( لطفا بيشتر دقت كنيد )

مرتضي

9:


سيارات فرازميني چگونه هستند؟ آيا مدار اون ها در منطقه اي برنامه دارد كه دراونـجا آب نمي جوشد و يخ نمي زند؟ تاكنون سرنخ ها براي يافتن اين سيارات كافي نیست، چراکه بررسي هاي انجام شده تا حد كافي دقيق نبوده هست.
ناسا در نظر دارد تلسكوپ فضايي كپلر را در 5 مارس ( 15 اسفند ) به فضا پرتاب كند.

با برنامه گرفتن اون در مدار مي توان مطالعات تازه ای در منظومه شمسي انجام داده و شاهد بررسی های جدیدی در این عرصه داشته باشیم و براي اولين بار ما قادر به ديدن سياراتي به اندازه زمين و همراه با تفکیک های بسیار عالی و بي سابقه اي در كنار ستاره هاي مادرشان خواهيم بود.
همچنین مي توانيم به بررسي سکونت در اینگونه سیارات بپردازیم.

مي توانيم با اطلاعات بدست آمده به میزان دما بر رايشان سطح سياره پی ببریم و در نهایت تلاش برای یافت آب در اونجا به صورت مايع و روان شروع کنیم.

ايشانليام بروكي که یکی از دانشمند ارشد ناسا هست با اشاره به تحقیق درباره موجودات فرازمینی خاطر نشان کرد: شايد هم اكنون تمدن هاي بيگانه ( فرازميني ها ) منتظر باشند تا ما با اونها ارتباط بربرنامه كنيم!



88 out of 100 based on 78 user ratings 1378 reviews