روش های کشف سیارات فراخورشیدی

اندازه فونت :
۱۳۹۸/۰۸/۰۳

 

شاید شما هم تا کنون نام سیارات فراخورشیدی را شنیده باشید یا اخباری از کشف یکی از آنها را خوانده اید. اما این سیارات چگونه کشف می شوند؟

در این مقاله به چند روش کشف سیارات فراخورشیدی می پردازیم.

 

 

۱-سرعت شعاعی

یکی از روش های بارز در کشف سیارات فرا خورشیدی استفاده از سرعت شعاعی ستارگان است اما قبل از هر چیز باید با مفهوم سرعت شعاعی آشنا شویم. به طور کلی سرعت شعاعی میزان تغییر طیف یک ستاره به هنگام دور یا نزدیک شدن به ما را نشان می دهد. سیارات به هنگام گردش به دور ستارگان مادر خود نیروی گرانشی هرچند ضعیف به ستاره خود وارد می کنند که باعث حرکت بسیار ناچیز ستاره به سمت سیاره می شود. اما این حرکت ناچیز هم در طیفی که از ستاره به ما میرسد تاثیر میگزارد. حال اگر سیاره به سمت مخالف دید ما حرکت کند ستاره کمی از ما دور می شود و در نتیجه طیف آن به سمت قرمز میل میکند و اگر سیاره به ما نزدیک شود طیف ستاره نیز به سمت آبی میل میکند .

تغییر طیف ستاره pegasi51  که نشانه وجود سیاره ای در مدار آن است

این تغییر طیف دربازه ی چند سال تا چند ماه به صورت متوالی رخ می دهد که می تواند نشانه ی وجود سیاره ای با جرم زیاد در مدار ستاره باشد. ناگفته نماند که این روش هم مانند روش های علمی دیگر معایبی دارد. برای مثال این روش نمیتواند وجود سیاره را به طور قطعی اثبات کند. چون هر جرم دیگری به جز سیاره نیز می تواند در تغییر طیف تاثییر داشته باشد. علاوه بر آن سیاره باید دقیقا در مداری موازی با دید ما قرار گیرد وگرنه موجب خطا در سرعت شعاعی و محاسبه ی جرم می شود همچنین سیاراتی که اینگونه کشف می شوند معمولا غول های گازی با جرم زیاد هستند که هرگز برای حیات موجودات زنده مناسب نمیباشند.

 

۲- تغییر نور ستاره

در این روش که اکثرا برای ستارگان نزدیک استفاده می شود در اثر عبور سیاره از جلوی ستاره نور ستاره با توجه به اندازه ستاره و سیاره کاهش می یابد. این تغییر نور می تواند با تلسکوپ های زمینی و یا فضایی مانند تلسکوپ های کپلر یا تس(TESS) رصد شده و با توجه به نوع ستاره و میزان تغییر نور اندازه ستاره مشخص شود.

همچنین میتوان با طیف نمایی از ستاره در هنگام عبور مقدار عناصر موجود در جو سیاره را از روی خطوط طیف جذبی اندازه گیری کرد.

این روش هم ایرادات مشابه روش قبلی دارد ولی با این وجود باعث کشف ۳۱۲۳ سیاره شده است.

 

۳-مایکرو لنزینگ

یکی از پیچیده ترین روش های کشف سیارات مایکرو لنزینگ است که بر مبنای نظریه نسبیت عام توسعه داده شده. در این روش بر خلاف روش های دیگر میتوان وجود یک سیاره را از فاصله چندین هزار سال نوری تشخیص داد.

در این روش ما نیاز به دو منبع نوری (ستاره) داریم که دقیقا پشت هم قرار گرفته اند. در این حالت بر اساس نظریه نسبیت عام گرانش ستاره دوم یا ستاره لنز (lens star) باعث خم شدن نور ستاره و به وجود آمدن پدیده ای به نام دیسک انیشتین شده که خود باعث چند برابر شدن نور ستاره می شود.

اما گر در مدار ستاره سیاره ای وجود داشته باشد اوضاع کمی فرق می کند. اگر سیاره در مسیر نور خم شده قرار گیرد دوباره نور ستاره اول را خم کرده و باعث ایجاد تصویری از ستاره ی اول در فاصله ی کمی از خود(از دید ناظر زمینی) میشود.این پدیده توسط تلسکوپ ها به شکل چند ستاره ی پرنور دیده می شود و چون موقتی است و زمان آن بین چند ساعت تا چند ماه متغیر است میتوان تشخیص داد که یک سیاره در مدار ستاره دوم قرار دارد . حتی میتوان با اندازه گیری میزان خم شدن نور به جرم آن ستاره پی برد.

 

۴-تصویر برداری مستقیم

یکی از سخت ترین روش های کشف یک سیاره تصویر برداری مستقیم از آن است.

این روش تنها با تلسکوپ های فضایی و برای ستارگان نزدیک قابل انجام است. تلسکوپ ها در این روش در یک بازه زمانی معین یک ستاره را رصد می کنند و تصاویر مربوط به جابه جایی سیاره را در اختیار دانشمندان قرار می دهند. به دلیل محدود بودن تعداد ستاره های واجد شرایط تصویر برداری تاکنون تنها ۴۷ ستاره سیاره دار با این روش کشف شده است.

 

 

پس از مطالعه ی این مقاله اگر به آسمان شب نگاه کردید به خود بگویید شاید کسی در حال اندازه گیری سرعت شعاعی ستاره شماست….

 

گردآورنده: رضاکاکائی 

کارگروه اخنرفیزیک و کیهان شناسی

سوال خود را مطرح کنید :