مأموریت جدید ناسا برای شکار سیارات فراخورشیدی هم اندازه زمین / تلسکوپ فضایی TESS

**mahdavi3d** · مهر 93

TESS

مأموریت جدید ناسا برای شکار سیارات هم اندازه زمین، بیرون از منظومه شمسی

تلسکوپ جدید ناسا برای شکار سیارات بیرون منظومه شمسی، موسوم به TESS که مخفف عبارت Transiting Exoplanet Survey Satellite است، قرار است سال 2017 پرتاب شود و طی مأموریت دو ساله‌اش بیش از 500 هزار ستاره را زیر نظر خواهد گرفت، و تمرکزش روش کوچکترین و درخشان ترین اجرام ستاره‌ای خواهد بود.
تلسکوپ TESS قرار است طی مشاهداتش بیش از 3000 سیاره جدید بیرون منظومه شمسی کشف کند، که بیشتر آنها توسط تلسکوپ‌های زمینی قابل مشاهده خواهند بود.
جورج ریکر، محقق ارشد TESS از انستیتوی اخترفیزیک کاولی در موسسه تکنولوژی ماساچوست (MIT) گفته: “ستاره‌های روشن، بهترین گزینه برای مطالعات بعدی روی سیاره‌های اطرافشان، جرم آنها و توصیف اتمسفر آنها هستند.”
پیتر سالیوان، دانشجوی دکتری فیزیک در MIT همچنین گفته: “تلسکوپ TESS باید قادر به یافتن بیش از 200 سیاره مانند زمین و فوق زمین، یعنی حداقل دو برابر زمین پیدا کند.”؛ “ده الی بیست مورد از این سیارات در کمربند حیات (ناحیه گلدیلاک) قرار دارند.”
سالیوان که همراه با ریکر روی پروژه TESS کار می‌کند، بر اساس تعداد سیارات یافت شده توسط تلسکوپ کپلر، یک تحلیل روی تعداد سیاراتی که TESS ممکن است پیدا کند، انجام داده است. کپلر روی محدوده کوچکی از آسمان تمرکز می‌کرد و تمام سیارات گذرنده از مقابل ستاره‌ها را در آن ناحیه شناسایی می‌کرد. اما تلسکوپ TESS در مأموریت دوساله خود تقریباً تمام آسمان را زیر نظر خواهد گرفت، اما تنها درخشان ترین ستاره‌ها را زیر نظر می‌گیرد، که بسیاری از آنها احتمالاً دارای سیارات سنگی (مثل زمین) باشند.

وفور سیارات زمین‌گون فرامنظومه شمسی
تلسکوپ TESS در یک مدار بیضوی بسیار کشیده که تا ارتفاعی حدود ارتفاع ماه بالا می‌رود، پرواز خواهد کرد. در طول مسیر، از چهار دوربین خود برای مشاهده قطعه‌هایی از آسمان از استوای سماوی تا قطب‌ها استفاده خواهد کرد. این تلسکوپ هر قطعه را به مدت حدود یک ماه زیر نظر گرفته و سپس به سراغ قطعه بعدی می‌رود.

کورتنی درسینگ، دانشجوی دکترا در مرکز اخترفیزیک اسمیتسونیان هاروارد، قطعات مورد مشاهده تلسکوپ را به برش‌های عمودی سیب که نزدیک ساقه و انتها با هم همپوشانی دارند تشبیه می‌کند. به‌دلیل این همپوشانی، ستاره‌های نزدیک قطب بیش از 100 روز مورد مشاهده خواهند بود، در حالی که ستاره‌های نزدیک استوا، تنها 27 روز مشاهده خواهند شد.

درسینگ بر اساس کار سالیوان روی مدل دیگری کار کرده که تعداد سیاره‌های شبیه زمین که بین خورشید و ستاره میزبان‌شان گذر می‌کنند تخمین می‌زند. درسینگ در این مورد گفته: “ما پیش‌بینی کردیم که در محدوده 20 پارسک (65 سال نوری) زمین حدود 100 سیاره گذر کننده وجود دارد و حدوداً سه‌تای آنها باید در محدوده کمربند حیات ستاره میزبان‌شان باشند.”
توضیح: “یک سال نوری” معادل مسافتی است که نور با سرعت 299,792,458 متر بر ثانیه (تقریباً 300,000 کیلومتر بر ثانیه) در مدت یک سال می‌پیماید. به عبارتی، مسافتی حدود 226,900,000,000,000 کیلومتر!

با توجه به گفته‌های درسینگ، تمام این سیارات توسط مأموریت TESS قابل شناسایی نخواهند بود و این تلسکوپ بیش از همه به سیاراتی کوچک که به دور ستاره‌هایی با اندازه 20 الی 50 درصد خورشید می‌گردند، حساس خواهد بود.
از آنجا که TESS روی ستاره‌های کوچک و درخشان تمرکز خواهد کرد، به سیاره‌های هم اندازه زمین و سیارات سنگی بزرگ موسوم به فوق‌زمین حساس خواهد بود. مانند کپلر، TESS هم افت نوری را که هنگام گذر سیاره از مقابل ستاره میزبانش رخ می‌دهد (ترانزیت سیاره)، اندازه‌گیری خواهد کرد. این افت نور برای سیاره‌های هم اندازه زمین که سیاره‌های غالب ستاره‌های کوچک هستند، بزرگتر و قابل مشاهده‌تر خواهد بود. سیارات بزرگتر نیز قابل مشاهده خواهند بود، اما پیش‌بینی می‌شود که اطراف ستاره‌های مورد نظر TESS، این سیارات کمیاب‌تر باشند.
سالیوان گفته: “سیارات زیادی که مشابه مشتری هستند، توسط تلسکوپ‌های زمینی کشف شده‌اند. به هر حال، ما بیشتر برای یافته‌های TESS هیجان خواهیم داشت. سیارات کوچک که بطور مؤثری از فضا قابل کشف هستند.”

گنجی از دانش!
یکی از مهمترین چیزها در مورد این گنجینه سیاره‌هایی که پیش روی ماست، قابلیت مطالعه بعدی آنها توسط تلسکوپ‌های زمینی است. چنین مشاهداتی به دانشمندان کمک خواهد کرد که در مورد این سیارات بیشتر بیاموزند، از جمله اندازه‌گیری جرم آنها و مطالعه اتمسفر آنها.
به گفته درسینگ، برخی از سیارات کشف شده توسط کپلر دور ستاره‌های بسیار کم نوری می‌گردند و لذا مطالعه آنها توسط رصدخانه‌های زمینی بسیار دشوار است. در صورتی که امکان مطالعه از زمین نباشد، محاسبه جرم و مطالعه بیشتر ستاره میزبان برای دانشمندان دشوار است. TESS با هدفگیری ستاره‌های درخشان تر، این چالش را پشت سر خواهد گذاشت.
به‌گفته درسینگ، مشاهده ستاره‌های درخشان‌تر، به اخترفیزیکدانان امکان اندازه‌گیری دقیق ابعاد، دما و جرم ستاره‌های میزبان این سیارات را می‌دهد.

تلسکوپ TESS همچنین، ستاره‌های ایده‌آل برای مطالعات تلسکوپ جیمز وب را هدف خواهد گرفت. در حالی که TESS شناسایی‌های مختصر و اولیه انجام خواهد داد، تلسکوپ جیمز وب امکان مطالعه بعدی دقیقتر این ستاره‌ها و سیارات اطرافشان را فراهم خواهد کرد. تلسکوپ جیمز وب، کمی بیش از یک سال بعد از TESS پرتاب خواهد شد و گنجینه‌ای از اهداف جالب در اختیار خواهد داشت.
ریکر گفته که TESS روی ناحیه‌ای از آسمان که مورد علاقه تلسکوپ جیمز وب نیز هست، حدود 300 روز تمرکز خواهد کرد.

تصویری از ماکت مقیاس واقعی تلسکوپ جیمز وب:

سالیوان پیش‌بینی کرده که TESS قادر به یافتن 10 الی 20 سیاره شبیه زمین و فوق زمین در ناحیه قابل سکونت ستاره میزبانشان خواهد بود. با تعریف کمربند حیات با شرایط محدودتر و جدی‌تر، این تعداد به 5 الی 10 سیاره کاهش خواهد یافت.
برای شناسایی رسمی یک سیاره، TESS باید دو گذر سیاره را شناسایی کند تا وجود سیاره تأیید شود و مطالعات زمینی روی آن آغاز شود. اما به هر حال، محققان مواردی که تنها یک ترانزیت دیده شده، دور نمی‌اندازند و هدف تلسکوپ‌های دیگر خواهند شد.
به گفته سالیوان، TESS احتمالاً کلی سیاره با دوره تناوب گردشی طولانی پیدا کند که تأیید آنها نیازمند شواهد بیشتری خواهد بود.
روزی را تصور کنید که بتوانیم از سیارات زمین مانند تصویر مستقیم تهیه کنیم، و در آینده‌ای که شاید نسل ما شاهد آن نباشد (شاید هم باشد)، بشر کاوشگرهایی به این سیارات بفرستد، و چه بسا، روزی فضاپیماهایی به اندازه یک کلان‌شهر به‌سوی این دنیاهای دوردست گسیل کنیم و تمدن بشر در این دنیاها ادامه و گسترش یابد!

علي رسول زاده
۱۰ مهر ۱۳۹۳

منبع: ترنجی

تاپیک‌های مرتبط:

اخبار سیارات فراخورشیدی!

تلسكوپ فضايي جيمز وب / جانشين پرقدرت هابل و اسپيتزر

تلسکوپ فضایی غولپیکر ATLAST و نگاه مستقیم به سیارات فراخورشیدی