شناسایی سیاراتی در بیرون کهکشان راه شیری

اخترفیزیکدانان ابتدای امسال به‌طرزی شگفت‌انگیز برای نخستین‌بار چندین سیاره در اندازه‌های مختلف به کوچکی ماه تا نمونه‌هایی به بزرگی مشتری را در کهکشانی دیگر شناسایی کردند. باتوجه‌به دشواری یافتن سیارات فراخورشیدی حتی در کهکشان راه شیری، شناسایی این سیارات بدون شک دستاوردی درخشان به‌حساب می‌آید. پژوهشگران در دانشگاه اوکلاهاما در ماه فوریه به‌لطف بهره‌گیری هوشمندانه از ریزهمگرایی گرانشی به این موفقیت دست یافتند.

تکنیک یادشده که تئوری نسبیت عام اینشتین برای نخستین بار آن را پیش‌بینی کرد، برای یافتن سیارات فراخورشیدی در کهکشان راه شیری به‌کار گرفته می‌شده است. ریزهمگرایی گرانشی تنها روش شناخته‌شده برای یافتن کوچک‌ترین و دوردست‌ترین سیاراتی محسوب می‌شود که هزاران سال نوری با زمین فاصله دارند.

همان‌طور که سیاره‌ای به دور ستاره‌ای می‌چرخد، میدان گرانشی سامانه می‌تواند نور ستاره‌ی دور پشت آن را خم کند. هنگامی که تنها دو ستاره درکار است، ما می‌دانیم این خم‌شدگی چگونه خواهد بود؛ در نتیجه زمانی‌که سیاره‌ای به این درهم‌آمیزی وارد می‌شود، در نوری که به ما می‌رسد، اختلالی بیشتر ایجاد می‌کند.

تا به امروز، با استفاده از این شیوه ۵۳ سیاره‌ی فراخورشیدی در کهکشان راه شیری شناسایی شده‌اند. بااین‌حال، برای یافتن سیارات در فضای دوردست‌تر به چیزی بسیار قدرتمندتر از تک‌ستاره‌ای واحد نیاز بود.

شینیو دای و ادواردو گراس، اخترشناسان دانشگاه اوکلاهاما، به مطالعه‌ی اختروشی با فاصله‌ی ۶ میلیارد سال نوری به نام RX J1131-1231 پرداختند. این هسته‌ی نورانی فعال یکی از بهترین اختروش‌های همگرایی‌شده‌ی گرانشی در آسمان محسوب می‌شود.

میدان گرانشی کهکشانی با فاصله‌ی ۳.۸ میلیارد سال نوری که بین ما و اختروش یادشده وجود دارد، نور را به‌گونه‌ای خم می‌کند که موجب شکل‌گیری چهار تصویر از اختروش می‌شود که به‌لطف حرارت شدید قرص برافزایشی‌اش، سیاه‌چاله‌ای غول‌پیکر و فعال محسوب می‌شود که در پرتو ایکس به‌شدت نورانی است.

پژوهشگران با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از رصدخانه پرتو ایکس چاندرا دریافتند که در نور اختروش، جابه‌جایی‌های عجیب انرژی خطی وجود داشت که علت آن‌ها تنها می‌تواند توسط اثر هم‌گرایی سیارات در کهکشان بر اختروش توجیه شود. سپس معلوم شد که نزدیک به ۲ هزار سیاره‌ی رهاشده با طیف جرم بین ماه و مشتری، بین ستارگان کهکشان وجود دارد. دای در این‌باره گفت:

ما نسبت‌به این اکتشاف بسیار هیجان‌زده هستیم. این نخستین بار است که کسی سیاراتی را خارج از کهکشانمان کشف کرده است.

البته ما سیارات را به‌صورت مستقیم ندیده‌ایم و بعید است که هیچ فرد زنده‌ای در طول عمر خود موفق به مشاهده‌ی آن‌ها شود. اما توانایی تشخیص آن‌ها، قدرت ریزهمگرایی گرانشی را در کشف سیارات در کهکشان‌ها به‌نحو شگفت‌انگیزی اثبات می‌کند. البته، عقل سلیم می‌گوید که حتما سیاراتی خارج از کهکشان ما وجود دارند؛ اما اثبات این مسئله همیشه خوشایند است.

گراس گفت: این مثالی است از اینکه تکنیک‌های تحلیل ریزهمگرایی فراکهکشانی تا چه حد می‌توانند قدرتمند باشند. این کهکشان در فاصله‌ی ۳.۸ میلیارد سال نوری واقع شده است و کوچک‌ترین شانسی برای رصد مستقیم سیارات آن وجود ندارد. چنین چیزی را هیچ‌کس نمی‌تواند حتی در سناریویی علمی تخیلی با بهترین تلکسوپ تصور کند. بااین‌حال، ما می‌توانیم آن‌ها را مطالعه کنیم، از حضورشان پرده برداریم و حتی به اندازه‌هایشان فکر کنیم. این علم بسیار جالبی است.

نتایچ پژوهش فوق در ژورنال Astrophysical منتشر شده است.