در گفتگو با جام جم آنلاین مطرح شد
پیدا کردن سیارههای فراخورشیدی فصل نوینی را در نجوم به وجود آورده است.اکنون عبارت «منظومه سیارهای» تنها متعلق به منظومه شمسی ما نیست، بلکه بیش از 450 سیاره دیگر را نیز شامل میشود.
هر کدام از سیارههای فراخورشیدی چه از لحاظ حرکت، جرم و اندازه ویژگیهای متفاوتی با سیارههای منظومه شمسی دارند.
سوال مهمی که در این باره وجود دارد، این است که این سیارهها چگونه بهوجود آمدهاند؟ چرا با سیارات منظومه شمسی تفاوت دارند و آیا در میان آنها سیارهای هست که مانند زمین باشد؟ با کشف سیارات فراخورشیدی، نه تنها منظومه شمسی ما منحصربهفرد بودنش را از دست داده، بلکه فقط یکی از چند صد منظومه سیارهای دیگر شده است.
دکتر نادر حقیقیپور، عضو هیات علمی موسسه نجوم دانشگاه هاوایی، یکی از محققانی است که در این زمینه تحقیق میکند. دکتر حقیقیپور در سال 1377 (1999) دکتری خود را در رشته فیزیک با گرایش سیارهشناسی از دانشگاه میزوری آمریکا دریافت کرد. وی در حال حاضر مدت 6 سال است که در موسسه نجوم دانشگاه هاوایی به عنوان عضو هیات علمی مشغول به تحقیق است.
حقیقیپور یکی از اعضای اصلی گروهی است که به کشف و بررسی سیارات فراخورشیدی مشغول هستند. با او به عنوان یک ایرانی دانشمند فعال در مرزهای دانش همصحبت شدیم تا به سوالات مطرح شده پاسخ دهد.
گفتگوی «جامجم» را با وی بخوانید.
ابتدا درباره تز دکتری خود توضیح دهید.
مبحث اصلی تز من درباره این بود که چگونه نیروهای غیرجاذبهای باعث تاثیر متقابل سیارات منظومه شمسی با یکدیگر شده و این چه اثری روی حرکت مداری آنها خواهد داشت. نتایج تحقیق من نشان داد نیروهای غیرجاذبهای باعث میشوند سیارهها از جای خود حرکت کرده و به طرف خورشید مهاجرت کنند. تئوری مهاجرت سیارهها اکنون یکی از مهمترین تئوریها برای توجیه کردن حرکت مداری سیارههای فراخورشیدی است. پس از اتمام تز دکتری، تحقیقات من در 2 زمینه ادامه پیدا کرد، یکی این که سیارات منظومه شمسی چهطور به وجود آمدهاند و دوم اینکه آیا در میان منظومههای فراخورشیدی، سیاراتی مانند زمین هم وجود دارند یا خیر؟ البته یکی از زمینههای خاص تحقیق من روی به وجود آمدن سیارهای مثل زمین در سیستمهایی که دارای دو خورشید هستند، هم است.
آیا به نتایجی هم رسیدهاید؟
بله! نتایج تحقیق من نشان میدهد مجموعهای از سیستمهای دو ستارهای وجود دارند که میتوانند سیارهای مثل زمین داشته باشند. این سیارات میتوانند حاوی حیات هم باشند که در حال حاضر روی کشف این سیارات کار میکنم.
یعنی میتوان روی این سیارات زمین مانند حیات پیدا کرد؟
تئوری نشان میدهد امکانش وجود دارد ولی تلکسوپها هنوز چنین سیاراتی را پیدا نکردهاند. البته با طرح این تئوری، منظورمان موجودات فضایی نیستند، بلکه منظور این است که این سیستمها میتوانند سیارهای مثل زمین داشته باشند که ممکن است قابلیت شروع حیات در آن وجود داشته باشد. وقتی درباره حیات صحبت میکنیم، منظور فقط حیات انسانی نیست، بلکه موجودات بدوی (مانند موجودات تک سلولی) هم شامل این تعریف میشوند. بنابراین وقتی میگوییم یک سیاره قابلیت حیات دارد، منظور این است که آن سیاره ممکن است قادر باشد، در صورتی که شرایط لازم وجود داشته باشد، حیات مانند آنچه روی زمین وجود دارد، روی آن بهوجود آید. آنچه گفته شد براساس تئوریهای ماست، اگر سیارهای مانند زمین کشف شود، ما براحتی قادر نخواهیم بود حیات را روی آن مشخص کنیم. فقط میتوانیم براساس تئوریهای موجود بگوییم که آن سیاره قابلیت حیات دارد.
چگونه میشود سیارههای فراخورشیدی را پیدا کرد؟
گرچه بتازگی چندین سیاره فراخورشیدی بهطور مستقیم عکسبرداری شدهاند، بیشتر سیارههای فراخورشیدی به طور غیرمستقیم و با اندازهگیری تاثیراتی که بر سیاره ما در خود میگذارند، شناسایی میشوند.
ویژگی سیارههایی که به ابر زمین معروف شدهاند، چیست؟
سیارههای ابر زمین یا super – Earth اجسامی هستند که جرمشان بین 5 تا 15 برابر جرم زمین است. از آنجا که این سیارهها از نظر اندازه قابل مقایسه با زمین هستند، صفحات درونی آنها قابلیت حرکت روی یکدیگر را دارند. این حرکت درونی سیارهها، توام با جو سیارهای باعث میشوند که بعضی از این سیارهها قابلیت حیات داشته باشند. پیدا کردن این سیارهها به بهتر و کاملتر شدن تئوریهای به وجود آمدن سیارهها کمک زیادی میکند. حدود 95درصد از سیارههای فراخورشیدی به بزرگی سیاره مشتری یا بزرگتر هستند. سیارههایی به این بزرگی جو بسیار ضخیمی خواهند داشت بنابراین باعث میشود تا نور خورشید به سطح سیاره نرسد و همچنین دما و فشار سطح سیاره به حد زیادی بالا رود. اینگونه سیارات قابلیت حیات ندارند ولی جرم کوچکتر سیارههای super – Earth باعث میشود تا این سیارات جو نازکتری داشته باشند و دمای سطح آنها هم به طور یکنواخت به حد معتدلی رسیده باشد. تاکنون 15 سیاره super – Earth کشف شده است.
باتوجه به فعالیت در موسسه نجوم هاوایی، جدیدترین پروژهای که در این موسسه دنبال میشود چیست؟
درحال حاضر، چندین پروژه بینالمللی، با مرکزیت موسسه نجوم دانشگاه هاوایی در حال اجراست. یکی از این پروژهها، مربوط به پیدا کردن شهابسنگهای دنبالهدار در منظومه شمسی است، شهابسنگها، سنگهای فضایی هستند که در کمربند شهابسنگها بین مریخ و مشتری قرار دارند. برخلاف ستارههای دنبالهدار که دارای دنباله نورانی میباشند، شهابسنگها دنباله ندارند. در طول 5 سال گذشته، یکی از تیمهای تحقیقاتی موسسه نجوم هاوایی توانسته است اجسامی پیدا کند که از لحاظ مداری و دینامیکی مانند شهابسنگها بوده و در کمربند سیارکها باشند، اما مانند ستارههای دنبالهدار، دنبالهدارند.
توضیح بیشتری میدهید؟
اجسام کوچک در منظومه شمسی از دو نوع هستند؛ شهابسنگها و دنبالهدارها. شهابسنگها اجسامی هستند که از مواد سنگی درست شدهاند و بیشتر آنها میان مدار مریخ و مشتری قرار دارند. دنبالهدارها اجسام کوچکی هستند که ناحیه مداری آنها دورتر از مدار پلوتون به دور خورشید است. دنبالهدارها حاوی غبار و یخ هستند. وقتی این اجسام به خورشید نزدیک میشوند، یخشان ذوب شده و باعث میشود تا گرد و غبار روی آنها به صورت دنباله به انتهای این اجسام اضافه شود. اما شهابسنگها چنین دنبالهای از خود نشان نمیدهند. در طول 5 سال گذشته، ما توانستهایم شهابسنگهایی پیدا کنیم که همانند دنبالهدارها، دنباله دارند. دنبالهدار بودن این شهابسنگها امری غیرعادی است. ما در حال حاضر تلاش میکنیم برای پیدا شدن دنباله این اجسام تئوری درستی را پیدا کنیم.
نتایج تحقیق نشان میدهد مجموعهای از سیستمهای دو ستارهای وجود دارند که میتوانند سیارهای مثل زمین داشته باشند. این سیارات میتوانند حاوی حیات هم باشند که در حال حاضر روی کشف این سیارات کار میکنم.
تصور ما بر این است که این اجسام حاوی یخ در سطح خارجیشان میباشند. این لایه یخی با یک لایه نازک سنگی پوشیده شده است. اگر یکی از این اجسام با یک جسم کوچکتر برخورد کند، لایه سنگی خارجیاش شکاف برداشته و یخ زیر آن پیدا میشود. وقتی این جسم به نزدیکی خورشید میآید، یخ بیرون آمده تصعید میشود و یک دنباله درست میکند. در حال حاضر، تحقیق ما بر این است که منشا این شهابسنگهای دنبالهدار را پیدا کنیم و خاصیتهای شیمیایی آبی که در آنها وجود دارد را کشف کنیم. این خاصیت شیمیایی به ما کمک میکند تا به منشا آب روی زمین پی ببریم.
شهابسنگهای دنبالهدار به چه لحاظی اهمیت دارند؟
اهمیت این اجسام در این است که بسیاری از آنها حامل آب (یخ) هستند. این مساله از این جهت مهم است که منشا آب زمین نامعلوم است. تئوری به وجود آمدن زمین نشان میدهند که زمین در ابتدا بدون آب بوده است و آب زمین بعد از به وجود آمدن زمین به آن اضافه شده است. اهمیت شهابسنگهای دنبالهدار در این است که ممکن است آب زمین را آنها آورده باشند. بعد از این که زمین بهوجود آمد، تعداد زیادی از این اجسام با آن برخورد میکنند و با اضافه کردن یخ درونشان به جرم زمین، باعث منشا وجود آب میشوند. این سوال بزرگ باعث شده تا ما بتوانیم سازمان فضایی آمریکا (ناسا) را راضی کنیم تا یک سفینه به دور یکی از این شهابسنگهای دنبالهدار بفرستد تا ما بتوانیم وضعیت فیزیکی، سطحی و شیمیایی آن را بررسی کنیم. این طرح جدیدی است که از 5 سال گذشته آغاز شده و تا 15سال آینده ادامه خواهد داشت.
پروژه دیگری هم در این موسسه دنبال میشود؟
پروژه دیگر، رصدخانه بزرگی به نام «پن استارز» (Pan STARRS) است. مجموعهای از چندین تلسکوپ که تمام آسمان را 24 ساعته رصد کرده و هرچه در آسمان میگذرد را ثبت میکنند. بهوسیله این طرح، میتوان اجرام جدید بسیاری در آسمان کشف کرد. میدانید بیشتر اجرامی که در منظومه شمسی کشف میشوند به علت انجام رصدهای متعددی است که طی چندین و چند سال انجام میشود. از کنار هم گذاردن این رصدها، منجمان متوجه وجود جرم جدیدی میشوند. رصدهای این پروژه، به علت تمام وقت بودن، بسیار ارزشمند است. در این پروژه، مجموعهای از چندین کشور و چندین دانشگاه پیشرفته از جمله هاروارد، موسسه تحقیقاتی هایدلبرگ در کشور آلمان و غیره شرکت دارند. این طرح از حدود 5 سال پیش آغاز شده و تا سال دیگر راهاندازی میشود. به علت وجود کوه بلند ماناکیا (Mauna Kea) بیشتر توان موسسه نجوم دانشگاه هاوایی روی کارهای رصدی نظیر ساختن تلسکوپ یا استفاده از آنها برای رصد است. هر طرح بزرگ رصدی در دنیا به نحوی به دانشگاه هاوایی مربوط میشود. برای نمونه تلسکوپ 30 متری یا تلسکوپ VLA و غیره که در تمام آنها دانشگاه هاوایی همکاری دارد.
به طور کلی پروژههای فضایی که درباره منظومه شمسی انجام شده یا در حال اجراست، چه هدفی را دنبال میکنند؟
به طور کلی هدف تمام پروژههای تحقیقاتی منظومه شمسی به دست آوردن اطلاعات دقیقتر و بیشتر درباره سیارهها و سایر اجرام در منظومه است تا محققان بتوانند مدلهای به وجود آمدن منظومه شمسی را اصلاح کنند. در حال حاضر ایدههایی درباره به وجود آمدن سیارههایی بزرگ مانند مشتری و زحل و همچنین در مورد آخرین مرحله به وجود آمدن سیارههای سنگی مانند زهره و زمین وجود دارد. اما جزئیات تکنیکی این نظریهها هنوز کاملا حل نشدهاند. همه این مدلها فرضیاتی دارند که براساس رصدهای منظومه شمسی هستند. بنابراین هرچه بیشتر رصد کنیم و بیشتر فضاپیما به این اجرام بفرستیم، بهتر میتوانیم فرضیات اولیه این نظریهها را تصحیح کنیم.
به عنوان یکی از منجمان ایرانی که در یکی از بهترین مراکز نجوم جهان فعالیت میکنید، برای منجمان جوان و حرفهای کشورمان چه توصیههایی دارید؟
یکی از مسالههایی که مردم ایران باید از آن آگاه شوند تحولات و پیشرفتهایی است که در زمینه سیارههای فراخورشیدی صورت میگیرد. در حال حاضر یکی از موضوعات داغ، پیدا کردن سیارههای فراخورشیدی قابل حیات است بخصوص با دو تلسکوپ فضایی که بتازگی فرستاده شده است. یکی از آنها تلسکوپ اروپایی به نام کوروت(CoRot) و دیگری تلسکوپ آمریکایی به نام کپلر (Kepler) است که هدف آنها پیدا کردن سیارههای کوچک فراخورشیدی است.
درباره خصوصیات تلسکوپ کپلربگویید.
هدف تلسکوپ فضایی کپلر این است که سیارههایی مانند زمین را کشف کند. این سیارات، در منظومههای ستارهای که ستاره مرکزیشان کوچکتر از خورشید است، در فاصله کمی از ستاره میگردند که در نتیجه اثراتی که روی ستاره دارند مشهودتر است.
این تلسکوپ علاوه بر پیدا کردن سیارههایی به کوچکی زمین توانایی این را هم دارد که وقتی یک ستاره فراخورشیدی از جلوی ستاره مرکزی خود رد شده و در نتیجه شدت نور ستاره مرکزی را کاهش میدهد، این کاهش نور را اندازهگیری کند. به عنوان مثال زمین حدود 300 هزار بار از خورشید کوچکتر است و وقتی زمین از جلوی خورشید رد میشود برای کسی که روی مشتری نشسته و زمین را نگاه میکند کم شدن نور خورشید یک هزارم درصد است. تلسکوپ فضایی کپلر قادر است این کاهش نور را اندازه بگیرد. این اندازهگیری به ما امکان میدهد تا بگوییم سیارهای که از جلوی ستارهاش رد شده چقدر بزرگ بوده و فاصله آن تا ستارهاش به چه اندازه است.
محققان ما هم میتوانند از این اطلاعات بهره ببرند؟
تا چند ماه آینده آنقدر اطلاعات از تلسکوپ فضایی کپلر به زمین ارسال خواهد شد که دانشمندان نمیتوانند از تمام آنها استفاده کنند. بنابراین دانشجویان و محققان ایرانی قادر خواهند بود با استفاده از این دادههای خام علمی که هیچکسی روی آنها کار نکرده است، سیارههای فراخورشیدی را پیدا کنند. این مساله باعث به وجود آمدن تحول عظیمی در پیشرفت علمی ایران و به تبع آن در جهان خواهد شد.
امیر بامه
جامجم
در گفتگو با جام جم آنلاین مطرح شد
سید رضا صدرالحسینی در یادداشتی اختصاصی برای جام جم آنلاین مطرح کرد
در گفتگو با جام جم آنلاین مطرح شد
سید رضا صدرالحسینی در یادداشتی اختصاصی برای جام جم آنلاین مطرح کرد
در گفتگو با جام جم آنلاین مطرح شد
در گفتگو با جام جم آنلاین مطرح شد
برای بررسی کتاب «خلبان صدیق» با محمد قبادی (نویسنده) و خلبان قادری (راوی) همکلام شدیم