تلسکوپ رومن ناسا چگونه می‌تواند با بررسی غبار فضایی به یافتن سیارات مشابه زمین کمک کند
تصویری که نشان می‌دهد چگونه غبار دایره‌البروجی نور خورشید را پراکنده می‌کند که با تابشش دیدن سیارات از راه دور را دشوار می‌کند. اعتبار: مرکز پرواز فضایی گوددارد ناسا
تیمی از دانشمندان دریافتند که تلسکوپ فضایی نانسی رومن گریس ناسا قادر خواهد بود نوع خاصی از غبار فضایی را که در ده‌ها منطقه قابل سکونت منظومه‌های سیاره‌ای مجاور یا مناطق اطراف ستاره‌ها را اندازه‌گیری کند که دمای آنها به اندازه‌ای ملایم است که آب مایع می‌تواند روی دنیا جمع شود. یافتن این که چه مقدار از این مواد در این سیستمها وجود دارد به اخترشناسان کمک می‌کند تا در مورد چگونگی شکل‌گیری سیارات سنگی بیشتر بیاموزند و جستجوی جهان‌های قابل سکونت را در مأموریتهای آینده هدایت کنند.
در منظومه شمسی خودمان، گرد و غبار دایره‌البروجی – دانه‌های سنگی کوچکی که عمدتاً در اثر برخورد سیارک‌ها و دنباله‌دارهای در حال فروپاشی باقی مانده‌اند – از نزدیک خورشید تا کمربند سیارکی بین مریخ و مشتری می‌چرخند که پس از خورشید، درخشانترین چیز در منظومه شمسی است. در دیگر منظومه‌های سیاره‌ای به آن غبار فرادایره‌البروجی می‌گویند و مهی ایجاد می‌کند که دید ما را نسبت به سیارات پنهان می‌کند، زیرا نور ستاره میزبان را پراکنده می‌کند.
یوان داگلاس، استادیار نجوم نویسنده مقاله‌ای که نتایج را توصیف می‌کند در دانشگاه آریزونا در توسان گفت: “اگر ما مقدار زیادی از این غبار را در اطراف یک ستاره خاص پیدا نکنیم، به این معنی است که ماموریت‌های آینده می‌توانند سیارات احتمالی را نسبتاً آسان ببینند.” اما اگر این نوع غبار را پیدا کنیم، می‌توانیم آن را مطالعه کنیم و انواع چیزهای جالب در مورد منابع آن، مانند دنباله‌دارها و سیارک‌ها در این منظومه‌ها و تأثیر سیارات نادیده بر روشنایی و توزیع آن بیاموزیم.”
جستجوی گرد و غبار فرادایره‌البروجی تنها یک نمونه از کاربردهای علمی بالقوه امیدوارکننده از ابزار کروناگراف رومن است که می‌تواند مرحله نمایش فناوری 18 ماهه آن را دنبال کند.
مه درخشان در آسمان در این عکس از گرد و غبار دایر‌ه‌البروج، تکه‌های کوچک آوارهایی ناشی می‌شود که عمدتاً توسط سیارک‌ها و دنباله‌دارها تولید می‌شوند. این غبار نور خورشید را آنچنان پراکنده می‌کند که از دور دیده می‌شود که پس از خورشید دومین نور درخشان در منظومه شمسی است. گرد و غبار فرادایره‌البروجی – همان نوع آوار در سایر منظومه‌های سیاره‌ای – هدف جالبی برای مطالعه است، اما همچنین مانع مهمی برای یافتن سیارات فراخورشیدی است. رومن گرد و غبار فرادایره‌البروجی را اندازه‌گیری خواهد کرد تا تلاش‌های آینده برای شکار سیاره‌ها را هدایت کند و در مورد شکل‌گیری سیاره اطلاعاتی بدست بیاورد. اعتبار: روسلان مرزلیاکوف
نکاتی از سیارات دیده نشده
با مطالعه گرد و غبار فرادایره‌البروجی، اخترشناسان می‌توانند سرنخ‌هایی پیدا کنند که منظومه‌های سیاره‌ای دیگر چگونه هستند. مقدار آوارها به فعالیت دنباله‌دار اشاره دارد، زیرا تعداد بیشتری از دنباله‌دارها باید غبار بیشتری تولید کنند. مشاهده الگوی توزیع گرد و غبار می‌تواند نکاتی را در مورد سیارات در حال چرخش ارائه دهد که می‌تواند آوارها را با گرانش خود جمع کرده و مسیرهایی را در میان مواد ایجاد کند.
برتراند منسون، معاون دانشمند پروژه رومن در آزمایشگاه رانش جت ناسا در جنوب کالیفرنیا و نویسنده مشترک مقاله گفت: “هیچکس چیز زیادی در مورد غبار فرادایره‌البروجی نمی‌داند زیرا آنقدر به ستاره میزبان خود نزدیک است که معمولاً در تابش خیره کننده گم می‌شود و رصد آن را بسیار دشوار می‌کند.” ما مطمئن نیستیم که رومن در این منظومه‌های سیاره‌ای دیگر چه خواهد یافت، اما هیجان‌زده هستیم که بالاخره رصدخانه‌ای داریم که برای کشف این جنبه از مناطق قابل سکونت آنها مجهز شده است.
رومن می‌تواند از ابزار کروناگراف خود برای جلوگیری از نور ستاره میزبان استفاده کند و اندازه‌گیری‌های حساسی از نور منعکس شده توسط غبار سیستم در همان نوری انجام دهد که چشمان ما می‌بیند. تلسکوپهای زمینی با چنین مشاهداتی دست و پنجه نرم می‌کنند زیرا باید از میان جو متلاطم زمین نگاه کنند. داگلاس گفت: «بسیار سخت است که جلوی یک ستاره چشمک‌زن را بگیریم.
جان دبس، ستاره‌شناس مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی در بالتیمور و یکی از نویسندگان مقاله می‌گوید: «کروناگراف رومن مجهز به حسگرهای ویژه و آینه‌های تغییر شکل‌پذیر است که به طور فعال نور ستاره‌ها را در زمان واقعی اندازه‌گیری و کم می‌کند. اینکار به ارائه کنتراست بسیار بالایی کمک می‌کند، صد برابر بهتر از کروناگراف غیرفعال هابل که ما باید غبار گرمی را شناسایی کنیم که به دور ستاره میزبان می‌چرخد.»
در حالی که رصدخانه‌های دیگر، مانند تلسکوپ فضایی هابل، دیسکهای آوار سرد را دور از ستارگان میزبان خود رصد کرده‌اند – دورتر از ستاره‌هایشان تا نپتون از خورشید – هیچکس نتوانسته از غبار گرم در منطقه قابل سکونت عکس بگیرد. در حالی که پروژه‌های قبلی ناسا اندازه‌گیری‌های اولیه گرد و غبار فرادایره‌البروجی‌ها را در مناطق قابل سکونت انجام داده‌اند، تصاویر رومن به لطف ابزار پیشرفته کروناگراف و موقعیت پایدار آن در فضا بسیار حساستر خواهند بود. گردش در یک میلیون مایل از زمین به دور نقطه لاگرانژ 2 (L2)، به جای چرخش در مدار نزدیک زمین مانند هابل، به این معنی است که سیاره ما چنین محیط چالش‌برانگیزی را برای انجام این مشاهدات ارائه نخواهد کرد.
تصویربرداری از آوارهای گرم در نزدیکی ستاره‌های میزبان مهم است زیرا از مواد متفاوتی نسبت به دیسکهای غبار بیرونی تشکیل شده است. نزدیکتر به ستاره میزبان، دانه‌های سنگی بر گرد و غبار غالب هستند. دورتر از ستاره، تا حد زیادی از دانه‌های یخی تشکیل شده است. آوارهای موجود در هر منطقه توسط فرآیندهای مختلفی ایجاد می‌شوند، بنابراین مطالعه شیمی غبار فرادایره‌البروجی اطلاعاتی را ارائه می‌دهد که اخترشناسان نمی‌توانند با مشاهده نواحی بیرونی اطراف ستاره‌های دیگر به دست آورند.
دبس گفت: «با جست‌وجوی این غبار، می‌توانیم در مورد فرآیندهایی که سیستم‌های سیاره‌ای را شکل می‌دهند بیاموزیم و در عین حال اطلاعات مهمی را برای مأموریتهای آینده ارائه می‌کنیم که هدف آنها تصویربرداری از سیارات منطقه قابل سکونت است،. “با یافتن میزان غبار فرادایره‌البروجی در مسیر سیارات احتمالی در منظومه‌های نزدیک، می‌توانیم بگوییم که تلسکوپهای آینده چقدر بزرگ برای دیدن از طریق آن نیاز خواهند داشت. مشاهدات رومن کروناگراف می‌تواند یک پله مهم در جستجو باشد.”
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
How NASA’s Roman telescope could help find Earth-like planets by surveying space dust
by Ashley Balzer, NASA’s Goddard Space Flight Center MARCH 17, 2022
https://phys.org/news/2022-03-nasa-roman-telescope-earth-like-planets.html