ساخت پیشرفته‌ترین دوربین دنیا برای کشف "حیات بیگانه"

محققان به طور مستمر در حال تلاش برای پیدا کردن علائم حیات خارج از سیاره زمین هستند.

در حالی که کاوشگران سیارات فراخورشیدی مانند تلسکوپ فضایی "کپلر" و "تس" که به تازگی در مدار قرار گرفته است، همچنان به کشف این سیارات ادامه می‌دهند، فیزیکدانان و ستاره‌شناسان هنوز هم می‌خواهند کمک‌های بیشتری در این راه دریافت کنند و از همه ظرفیت‌های موجود در این زمینه بهره گیرند.

یک تیم بین‌المللی از محققان به رهبری فیزیکدانانی از دانشگاه "کالیفرنیا سانتا باربارا" یک ابزار قدرتمند جدید برای کشف سیارات فراخورشیدی ابداع کرده‌اند.

این دستگاه بزرگترین و پیشرفته‌ترین دوربین ابررسانایی جهان است که توانایی تشخیص نور سیاره از ستاره‌اش را دارد.

دوربین ابررسانایی یا SCAM یک دوربین فوتون‌شمار فوق‌العاده سریع است که توسط آژانس فضایی اروپا ابداع شده است.

این دوربین جدید "تاریکی"(DARKNESS) نامگذاری شده است و یک تلسکوپ فضایی 10 هزار پیکسل است که به محققان اجازه می‌دهد تا دقیق‌ترین تصاویر را شکار کنند.

"تاریکی" از آشکارسازهای اندوکتانس جنبشی مایکروویو(MKID) استفاده می‌کند که به محققان اجازه می‌دهد تصاویری بهتر از سیارات نزدیک به ستاره خود دریافت کنند.

"بنجامین مازین"، فیزیکدان دانشگاه سانتا باربارا، توسعه این دوربین فوق‌العاده قوی را آغاز کرده است.

وی می‌گوید: گرفتن تصویری از یک سیاره بیرون از منظومه شمسی بسیار چالش‌برانگیز است، زیرا ستاره آن بسیار روشن‌تر از آن سیاره است و سیاره بسیار نزدیک به ستاره‌اش است.

"تاریکی" به طور خاص برای مقابله با موانع فنی در سایر سیستم‌های شناسایی سیاره‌ها ساخته شده است.

برنامه‌ریزی شده تا "تاریکی" در هر ثانیه هزاران فریم بدون نویز یا جریان تاریک بگیرد. دو عنصر نویز و جریان تاریک، دو مورد از بزرگترین مشکلات کار با هر ابزار ثبت نوری است.

به گفته محققان، "تاریکی" همچنین می‌تواند طول موج و زمان ورود هر فوتون را مشخص کند. این مزیت به فیزیکدانان اجازه می‌دهد که سیاره را با نگاهی به نور پخش شده یا شکسته شده تشخیص دهند.

مازین توضیح داد: این تکنولوژی سطح کنتراست را کاهش می‌دهد تا ما بتوانیم سیارات کم‌نور را شناسایی کنیم. ما امیدواریم که به حد نوسان فوتون نزدیک شویم، که نسبتا کنتراست نزدیک به 8-10 را به ما می‌دهد و ما را قادر می‌سازد تا سیاره‌های تا 100 میلیون بار کم‌نورتر از ستارگان را رصد کنیم.

وی افزود: در این سطح کنتراست، ما می‌توانیم برخی از سیارات را در نور منعکس شده ببینیم که یک پنجره کاملا جدید از کشف سیارات را به روی ما باز می‌کند. واقعا هیجان‌انگیز است که این یک فناوری پیشرو برای نسل بعدی تلسکوپ‌ها است.

"تاریکی" برای کار با سایر تکنولوژی‌های تصویربرداری ساخته شده است. این گروه آن را برای همگام شدن با تلسکوپ 200 اینچی "هیل"(Hale) موجود در رصدخانه "پالومار"(Palomar) در کالیفرنیا طراحی کرده است.

مازین می‌گوید: امید ما این است که یک روز بتوانیم یک ابزار برای تلسکوپ "سی‌متری" که برای تعبیه در جزیره هاوایی یا لاپالما برنامه‌ریزی شده، ایجاد کنیم.

وی افزود: با این کار، ما قادر خواهیم بود تا تصاویری از سیاره‌های واقع در کمربند حیات و ستارگان کم‌جرم نزدیک بگیریم و در زندگی اتمسفر آنها به دنبال حیات بگردیم. البته این یک هدف بلند مدت است و کار ما یک گام مهم در جهت رسیدن به این هدف است.

سیاره فراخورشیدی یا سیاره غیرخورشیدی(Exoplanet) سیاره‌ای است که خارج از منظومه شمسی قرار دارد و به دور یک ستاره در حال گردش است. نخستین شناسایی علمی وجود یک سیاره فراخورشیدی در سال 1988 انجام شد. با این حال، نخستین تایید در سال 1992 صورت گرفت. از آن به بعد، و تا اول مه 2017، شمار سیارگان فراخورشیدی شناسایی شده 3608 سیاره بوده که 2702 سیاره در 610 سامانه سیاره‌ای مختلف، تایید نیز شده‌اند و این تعداد روز به روز در حال افزایش است.

مطالعه سیاره‌های فراخورشیدی جزو موضوعات نوین در دانش اخترشناسی است و شامل دو شاخه کلی کشف و شخصیت‌پردازی این‌گونه سیاره‌ها می‌شود.

نخستین سیاره فراخورشیدی در اوایل دهه 90 میلادی کشف شد و از سال 2002 علاوه بر کشف، بررسی شخصیت پردازی این سیاره‌ها نیز آغاز شد.

رصدهای زمینی و فضایی سیارات فراخورشیدی به دو دلیل عمده کار چندان آسانی نیست. نخست اینکه سیارات به‌طور کلی نسبت به ستارگان اندازه‌های بسیار کوچکی دارند و سیارات فراخورشیدی در فاصله‌های بسیار دوری از زمین واقع‌اند.

دیگر اینکه سیارات با ستاره میزبانشان اختلاف درخشندگی فوق‌العاده زیادی دارند. وابسته به‌ نوع ستاره و اندازه و دمای سیاره، ستاره می‌تواند از حدود 1000 تا 100 میلیون برابر پرفروغ‌تر از سیاره‌های پیرامون خود باشد؛ بنابراین تفکیک نور بازتاب شده از سیاره از نور ستاره بسیار مشکل است.

به عنوان یک تشبیه، رصد یک سیاره غول‌پیکر مانند مشتری در مدار نزدیک‌ترین ستاره‌ها به خورشید، مانند این است که در تهران بایستیم و بخواهیم سر یک مورچه، که در جزیره کیش در حال راه رفتن در کنار یک نورافکن به شدت پرنور است را مشاهده کنیم!

با وجود تمام این سختی‌ها، اخترشناسان توانسته‌اند روش‌ها و ابزارهایی برای آشکارسازی و مطالعه خصوصیات سیارات فراخورشیدی ابداع کنند. در اکثر این روش‌ها، سیاره به‌روش غیر مستقیم بررسی می‌شود.

این مطالعه اخیرا در شماره اخیر انتشارات انجمن نجوم اقیانوس(Astronomical Society of the Pacific) منتشر شده است.

منبع: ایسنا