۷ راه برای کشف دنیاهای بیگانه

وقتی در مورد کهکشان‌های دیگر و سرعت نور صحبت می‌کنیم شاید به خوبی نتوانیم فواصل را درک کنیم. سال‌های نوری فواصلی هستند که تاکنون بشر به کسری از آن هم نرسیده است. اولین کاوشگرهای ما پس از حدود چهل سال سفر با سرعت فوق‌العاده به تازگی به لبه‌های منظومه‌ی شمسی رسیده‌اند. اگر بخواهیم مقیاسی برای درک بهتر این موضوع ارائه دهیم، می‌توانیم این‌گونه بگوییم که در این سفر انسان موفق شده پایش را از در خانه بیرون بگذارد اما برای رسیدن به نزدیک‌ترین منظومه باید به شهری دیگر برود، و برای رفتن به کهکشانی دیگر باید از زمین خارج شود. از این فواصل فوق‌العاده ستاره‌های بزرگ مانند چراغ‌های ریز از زیر ابرهای کهکشانی چشمک می‌زنند، اما آن‌چیزی که دانشمندان را به هیجان خواهد آورد سیاراتی هستند که به دور این ستارگان می‌چرخند. اما چطور می‌توان از این فواصل سیاراتی تاریک که کسری از اندازه‌ی ستارگان خود را ندارند رصد کرد! این هفت روش، راه‌هایی هستند که دانشمندان با استفاده از آن‌ها اجرام آسمانی را کشف می‌کنند.

در این روش ستاره‌شناسان به دقت ستاره‌ها را بررسی می‌کنند و در کنار آن‌ها به دنبال نقاط کوچک سیاه می‌گردند. این نقاط مشکی کوچک در‌واقع سیاراتی هستند که به دور این ستاره‌ها می‌چرخند. این روش از قدیمی ترین و کاربردی ترین روش‌ها برای کشف سیارات است. فضاپیمای کپلر ناسا از سال ۲۰۰۹ با استفاده از روش بیشتر از ۲۷۰۰ ستاره را تحت نظر گرفته است. علاوه بر آن ستاره شناسان تغییرات زمانی در حرکت سیاراتی خاص را بررسی می‌کنند چرا که این تغییرات می‌تواند نشان دهنده‌ی اجرامی در مدار آن سیاره باشد.

روش سرعت شعاعی چگونگی حرکت سیاره در مدار ستاره‌ی مادر را بررسی می‌کند. این روش که به روش داپلر نیز شناخته می‌شود تغییرات فرکانس نوری که از جرم آسمانی به زمین می‌رسد را بررسی می‌کند، به کمک این روش می‌توان متوجه شد که ستاره در حال نزدیک شدن به زمین است یا ازما دورتر می‌شود. بسیاری از ستاره شناسان از این روش به کمک طیف نگار HARPS و HIRES برای شناسایی اجرام آسمانی استفاده می‌کنند.

در این روش ستاره شناسان عبور یک جسم فضایی بزرگ را از جلوی یک ستاره از دید ما در زمین بررسی می‌کنند. شعاع‌های نور توسط نیروی گرانش خم می‌شود و در‌واقع اجرام فضایی برای ستاره شناسان نقش لنز را ایفا می‌کنند. منحنی نوری که از ستاره‌ی پشت جرم به زمین می‌رسد،‌ شامل روشن شدن و محو شدن ستاره اطلاعات بسیار ارزشمندی را در مورد سیاره‌های در مدار آن به ستاره شناسان می‌دهد. با استفاده از این روش حتی می‌توان سیاره‌های به اصطلاح سرکش که در اعماق فضا بدون ستاره‌ی مادر سرگردانند را نیز مشاهده کرد.

نام این روش توضیح دهنده‌‌ی چگونگی کارکرد آن است. در تصویربرداری مستقیم تلسکوپ‌های قدرتمند با استفاده از ابزاری به نام کرونوگراف جلوی تابش خیره کننده‌ی ستارگان مادر را می‌گیرند و در مدار آن‌ها به دنبال سیارات می‌گردند. تلسکوپ فضایی هابل ناسا از همین روش برای تصویربرداری از سیارات دور دست استفاده می‌کند. رصدخانه‌ی کک هاوایی، رصدخانه‌ی بزرگ جنوب اروپا و چندین تلسکوپ دیگر نیز از این روش استفاده می‌کنند.

در این روش خاص وجود سیارات در نزدیکی تپ اخترها بررسی می‌شود. بعضی از بقایای فوق فشرده‌ی ستارگان عظیم تپ اخترهایی چرخان را تشکیل می‌دهند که امواج رادیویی را در فواصل زمانی منظم پخش می‌کند. هرگونه ناهنجاری در این پالس‌های رادیویی می‌تواند نشان دهنده‌ی وجود سیاره‌ای در نزدیکی تپ اختر باشد. اولین سیاره‌ی فراتر از منظومه‌ی شمسی در سال ۱۹۹۲ میلادی با این روش کشف شد.

اخترشناسی متکی بر ردیابی بسیار دقیق حرکات یک ستاره و مشاهده‌ی تاثیرات گرانشی سیاره‌ی در حال چرخش به دور آن است. این روش به اندازه‌گیری سرعت شعاعی شباهت زیادی دارد اما اثر دوپلر را در نتایج خود منظور نمی‌کند. برای بیشتر از یک دهه ستاره شناسان از این روش برای کشف دنیاهای بیگانه استفاده کرده‌اند اما موفقیت کم و قابل بحثی را به دست آورده‌اند؛ گفته می‌شود پروژه‌ی گایا از آژانس فضایی اروپا خواهد توانست ده‌ها هزار سیاره فراخورشیدی را از این روش کشف کند.