کشف راه جدیدی برای شناسایی جهان‌های بیگانه

ف رادید | ما در سال‌های اخیر هزاران سیاره‌ی فراخورشیدی را کشف کرده‌ایم. بیشتر آن‌ها توسط روش ترانزیت کشف شده‌اند که به واسطه‌ی آن یک تلسکوپ نوری (اپتیکی) درخشندگی یک ستاره را به مرور زمان می‌سنجد. اگر درخشندگی یک ستاره بسیار اندک باشد، شاید نشانه‌ی این باشد که سیاره‌ای از مقابل آن گذشته است، درنتیجه مقداری از نور آن را مسدود کرده است.

به گزارش فرادید، روش ترانزیت ابزار قدرتمندی‌ست، اما محدودیت‌هایی دارد. یکی از مهمترین محدودیت‌ها این است که سیاره باید میان ما و ستاره‌اش عبور کند تا ما بتوانیم آن را شناسایی کنیم. روش ترانزیت بر تلسکوپ‌های نوری متکی است.

اما یک روش جدید می‌تواند اجازه‌ی شناسایی سیاره‌های فراخورشیدی با استفاده از تلسکوپ‌های رادیویی را به فضانوردان بدهد. مشاهده‌ی سیاره‌های فراخورشیدی در طول‌موج‌های رادیویی کار آسانی نیست. بیشتر سیاره‌ها نور رادیویی زیادی ساطع نمی‌کنند و بیشتر ستاره‌ها این نور را ساطع می‌کنند. نور رادیویی ستاره‌ها به واسطه‌ی چیز‌هایی از قبیل شراره‌های ستاره‌ای می‌تواند بسیار متغیر باشد.

اما سیاره‌های گازی بزرگی مانند مشتری هم می‌توانند نور رادیویی داشته باشند، نه از خود سیاره بلکه از میدان مغناطیسی قدرتمند آن. ذرات باردار ناشی از باد ستاره‌ای بر میدان مغناطیسی متقابلا اثر کرده و نور رادیویی ساطع می‌کنند.

نور رادیویی مشتری آن‌قدر روشن است که می‌توانید با یک تلسکوپ رادیویی خانگی هم آن را شناسایی کنید و ستاره‌شناسان از چندین کوتوله‌ی قهوه‌ای سیگنال‌های رادیویی شناسایی کرده‌اند. اما سیگنال رادیویی واضحی از یک سیاره‌ی شبیه مشتری که دور ستاره‌ی دیگری بگردد وجود ندارد.

در مطالعه‌ی جدید، تیم تحقیقاتی به بررسی این سیگنال پرداخت. محققان مدل‌شان را بر اساس مگنتوهیدرودینامیک (MHD) پایه‌گذاری کردند. این مدل چگونگی تاثیر متقابل میدان‌های مغناطیسی و گاز‌های یونیزه‌شده را توصیف می‌کند. محققان این مدل را در یک سیستم سیاره‌ای معروف به HD ۱۸۹۷۳۳ بکار بستند که به داشتن دنیایی به اندازه‌ی مشتری معروف است.

آن‌ها شبیه‌سازی کردند که باد ستاره ایِ ستاره چگونه با میدان مغناطیسی سیاره تعامل دارد و سیگنال رادیویی سیاره را محاسبه کردند و نتایج جالبی به دست آوردند:

توضیح تصویر: نمونه ای از تصاویر رادیویی ساختگی تولیدشده توسط این مدل جدید.

یک نمونه اینکه تیم تحقیقاتی نشان داد سیاره یک منحنی نور روشن تولید می‌کند، یک سیگنال رادیویی که بخاطر حرکت سیاره متغیر است. این نتیجه عالیست، چون مشاهدات رادیویی این حرکات به شدت دقیق است، حتی دقیق‌تر از مشاهدات داپلر نوری.

نتیجه‌ی جالب دیگر این بود که مشاهدات رادیویی می‌توانست گذر یک سیاره که در حال عبور از مقابل ستاره‌اش بود را شناسایی کند. ویژگی‌های خاصی در سیگنال رادیویی وجود داشت که نشان می‌داد مغناطیس سپهر سیاره چگونه از مقابل ستاره عبور می‌کند؛ بنابراین ستاره‌شناسان بهتر می‌توانند قدرت و اندازه‌ی مغناطیس سپهر سیاره را درک کنند.

هر دوی این سیگنال‌ها بسیار ضعیف هستند بنابراین دیدن آن‌ها مستلزم نسل جدیدی از تلسکوپ‌های رادیویی است. اما اگر بتوانیم آن‌ها را شناسایی کنیم، سیگنال‌های رادیویی ستاره‌ای یک مقیاس مداری که لااقل مربوط به یک سیاره در سیستم باشد در اختیار ما قرار می‌دهند و در درک ترکیب و درون یک سیاره فرازمینی به ما کمک می‌کنند.

همه‌ی این نتایج روی‌هم‌رفته جهش بزرگی در درک ما از سیستم‌های سیاره‌ای خارج از منظومه شمسی است.

کوتوله‌های قهوه‌ای ستارگان کوچکی هستند که هنگام تشکیل‌شدنِ مرکزشان، به اندازهٔ کافی داغ نمی‌شوند تا فرآیند ذوب یا همجوشی هسته‌ای در آن‌ها به وجود آید. به عبارت دیگر آن‌ها به خورشیدهای نورانی و گرم تبدیل نمی‌شوند، بلکه بلافاصله پس از تشکیل سرد می‌شوند و نوری از خود نمی‌تابانند بگونه‌ای که به سختی دیده می‌شوند.

منبع: sciencealert

مترجم: زهرا ذوالقدر