دانشمندان برای نخستین‌بار جرم یک سیاره سرگردان را اندازه‌گیری کردند

وقتی نام یک سیاره را می‌شنویم، معمولاً جهانی شبیه به خانه خودمان را تصور می‌کنیم که در مسیری منظم به دور یک ستاره می‌چرخد. اما در پهنه‌ی بی‌کران کیهان، جهان‌هایی وجود دارند که زندگی بسیار تنهاتری را تجربه می‌کنند؛ این‌ها سیاراتی هستند که بدون وابستگی به هیچ ستاره‌ای، در فضای تاریک میان‌ستاره‌ای سرگردان‌اند.

سیاره‌های بی‌ستاره و مرموز که دانشمندان آن‌ها را سیاره سرگردان یا آزاد می‌نامند، همواره چالشی بزرگ برای ستاره‌شناسان بوده‌اند. از آنجایی که این سیارات به دور ستاره‌ای نمی‌چرخند، نه نوری از خود دارند و نه مداری که بتوان از روی آن اندازه‌شان را تخمین زد؛ به همین دلیل تا به امروز تقریباً از دید ابزارهای رصدی پنهان مانده بودند.

به‌گزارش ساینتیفیک‌امریکن، اکنون دانشمندان در مطالعه‌ای جدید برای نخستین بار موفق شدند جرم یکی از سیارات سرگردان را با دقت اندازه‌گیری کنند. این دستاورد یک پیشرفت علمی بزرگ محسوب می‌شود که می‌تواند مسیر را برای شناخت بهتر این سیاره‌های منزوی هموار کند.

تیم پژوهش به سرپرستی سوبو دونگ از دانشگاه پکن، برای حل معما به‌جای بررسی مدار سیاره، از پدیده‌ای به نام ریزهمگرایی گرانشی استفاده کردند. در این پدیده، گرانش سیاره مانند عدسی عمل می‌کند و نور ستاره‌ای بسیار دورتر را که در پس‌زمینه قرار دارد، خم و تقویت می‌کند. نکته کلیدی این بود که پدیده هم‌زمان از دو نقطه دید کاملاً متفاوت رصد شد: یکی از روی زمین و دیگری از طریق رصدخانه فضایی گایا.

سوبو دونگ توضیح می‌دهد که تکنیک مورد استفاده‌ی آن‌ها شباهت زیادی به سیستم درک عمق در چشم انسان دارد؛ همان‌طور که فاصله اندک میان دو چشم ما باعث می‌شود تصویر را سه‌بعدی ببینیم، اختلاف مکان زمین و تلسکوپ گایا نیز دید متفاوتی به دانشمندان داد. پدیده ریزهمگرایی گرانشی توسط گایا حدود دو ساعت دیرتر از رصدخانه‌های زمینی ثبت شد. همین اختلاف زمانی ناچیز، کلید اصلی محاسبات بود و به پژوهشگران امکان داد تا فاصله دقیق سیاره را محاسبه و جرم آن را تخمین بزنند.

گاوین کلمن، پژوهشگر در دانشگاه کوئین مری لندن، درباره‌ی اهمیت این کشف می‌گوید: «چشمگیر است که برای اولین بار موفق شدیم جرم این اجرام را به دست آوریم. موفقیت صرفاً به این دلیل ممکن شد که نویسندگان مطالعه هم‌زمان به مشاهدات زمینی و داده‌های گایا دسترسی داشتند و از دو مکان متفاوت به تماشای این واقعه نشستند.»

یافته‌های تیم نشان می‌دهد که جرم سیاره سرگردان تقریباً با سیاره زحل برابری می‌کند، اما این عدد فراتر از آمار ساده است و سرنخ‌هایی از گذشته‌ی پرفراز و نشیب این سیاره نیز ارائه می‌دهد. دونگ می‌گوید: «دانستن جرم، نقطه شروع ماست. حالا می‌توانیم بفهمیم منشأ و تاریخچه‌ی این سیاره چه بوده است.»

دونگ امیدوار است مطالعه به سکوی پرتابی برای پژوهش‌های آینده تبدیل شود. این مسیر هیجان‌انگیز اواخر سال جاری میلادی با پرتاب تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن ناسا سرعت بیشتری خواهد گرفت. دیوید بنت، دانشمند ارشد ناسا، اشاره می‌کند که این تلسکوپ جدید می‌تواند کل آسمان را هزار برابر سریع‌تر از هابل تصویربرداری کند و احتمالاً صدها سیاره سرگردان دیگر را شناسایی خواهد کرد.

دانشمندان اکنون با استفاده از روشی که در مطالعه اخیر ابداع شده، ابزار لازم برای اندازه‌گیری جرم سیاره‌های بدون ستاره را در اختیار دارند. همان‌طور که سوبو دونگ با خوش‌بینی می‌گوید: «اکنون درها برای مطالعه این جمعیت نوظهور از سیارات باز شده است.»

مطالعه در نشریه‌ی ساینس منتشر شده است.