المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 ايده اي بزرگ
ايده اي بزرگ زنگ تفريح فيزيك
کشف فرازميني‌ها با بودجه‌اي محدود
 
 ميلياردها سياره در کهکشان ما پتانسيل زندگي به معناي زيستي را دارند. حالا اخترشناسان روش‌هاي مؤثرتر و ارزان‌تري را پيدا مي‌کنند. در دسامبر گذشته اخترشناسان در کمال شگفتي ابراز کردند که سياره‌اي بنام Kepler 22b را کشف کرده‌اند. اين سياره در ۶۲۰ سال نوري از ما قرار گرفته، و اولين سياره‌ايست که با تلسکوپ فضايي کپلر که مأموريتي براي کشف مناطق قابل حيات دارد، کشف شده است. دراين منطقه مورد نظر اخترشناسان، آب مايع، که کليد اصلي براي حيات بر روز زمين بوده بايد وجود داشته باشد. در تصوير اول مطلب، کاري از يک هنرمند در ناسا را مي‌بينيد که از رنگ آبي به همين مضمون استفاده کرده است.
متاسفانه، کپلر نمي‌تواند چنين جزيياتي را براي بيش از ۳۲۰۰ سياره‌ي زمين گونه‌اي فراهم کند که اطراف ستاره‌هاي ديگر کشف شده‌اند. اگر سيارات سنگي باشند، نمي‌تواند مشخص کند، اکسيژن در جوشان دارند، و يا آب مايع روي سطحشان باشد. به عبارت ديگر، نمي‌تواند آنچه را ما مي‌خواهيم به ما بگويد: آيا فراتر از زمين زندگي وجود دارد؟ 
در ميانه‌هاي دهه ۹۰، وقتي اولين سياراتت فراخورشيدي اطراف ديگر ستارگان کشف شدند، مهندسان ناسا پروژه‌اي را پيشنهاد کردند که به اين سؤال مي‌رسيد. يکي از آنها Terrestrail Planet Finder بود که با بودجه‌ي ۱ ميليارد دلاري يک تلسکوپ فضايي تعريف شد و مي‌توانست نور را سيارات به طور منفرد بگيرد و طيفش را تجزيه کند و مشخص کند مولکول‌هاي لازم براي زندگي، مثل بخار آب، اکسيژن و متان در آنها وجود دارد يا خير؟
ولي ناسا به مسائل مالي خورد که بودجه‌ي اين پروژه و حتي بقيه پروژه‌هاي مشابه روي ميز ماندند. در نتيجه هيچ مأموريت مشخصي براي کارهايي که کپلر در ۲۰۰۹ انجام داد، نداشتند. مارک سؤاين، اخترفيزيکدان ناسا بخش JPL در کاليفرنيا مي‌گويد:«واقعيت مسائل مالي آزاردهنده است. ولي در همان زمان، چالش جالبي براي بهترين راهکار چنين کشف‌هايي درگرفت.» وقتي درياي پشتوانه‌ها خشک شد، انگيزه‌ي سيارات فراخورشيدي قوي‌تر شد. نتايج کپلر به تعداد قابل توجه و گونه‌هاي مختلفي سيارات کانديداي زندگي زندگي فرازميني را ناگهان افزايش داد. نتايج مطالعات جديد ديگري پيشنهاد مي‌کنند که کهکشان ما، راه شيري، بيش از ۱۰۰ ميليارد سياره دارد. ده‌ها ميليارد از اين تعداد، مي‌توانند دمايي دقيقاً مناسب براي وجود آب مايع داشته باشند. وفور سيارات قابل سکونت کانديدا، اخترشناسان را به حرکتي براي پيدا کردن راه‌هايي براي برگرداندن پروژه منحل شده TPF با بودجه‌‌اي محدود واداشت.
 
 
ميوه‌هاي شاخه‌هاي پايين‌تر!؟
يکي از روش‌هاي کم خرج، متمرکز کردن بررسي‌ها بر سيارات پُرنور نزديک ستارگاني است که آشکارسازي آنها ساده‌تر است. سؤاين پژوهشگر اصلي طرح Fast Infrared Exoplanet spectroscopy survey Explorer است که از تلسکوپ فضايي ۳۰ اينچي براي کشف بيش از ۲۰۰ سياره حول ستارگان نزديک استفاده کرده و از جو اطرافشان  و نحوه شکل‌گيريشان داده‌هايي را بيرون کشيده است. اين تلسکوپ هر ستاره را مورد بررسي قرار مي‌دهد که چطور نور در گذار از آنها تغيير مي‌کند. اخترشناسان با ديدن طول موج‌هاي جذبي وقتي نور ستاره از جو يک سياره عبور مي‌کند، مي‌توانند ميزان ترکيباتي چون آب، مونوکسيد کربن، متان و ديوکسيد کربن را اندازه بگيرند.
درهمين زمان گروه اخترشناسان به سرپرستي دانشگاه MIT طرح مساحي گذر سيارات فراخورشيدي را پيشنهاد کردند که فضاپيماي TESS شامل آرايه‌ي تلسکوپ‌هايي است که تمام آسمان را مساحي مي‌کنند، سيارات فراخورشيدي را که در منطقه قابل سکونت نزديک ستارگان پُرنور هستند کشف کنند. TESS خودش طيف‌سنجي نمي‌کند، اين کاري‌ست که رصدخانه‌هايي چون هابل يا جيمز وب انجام مي‌دهند. تلکسوپ جيمز وب توان بيشتري نسبت به هابل دارد که هنوز به بهره برداري نرسيده است، ولي يکي از کارهاي آن بررسي جو سيارات فراخورشيدي است.
طرحهاي TESS و FINESSE در ناسا با بودجه ۱ ميليون دلار به ازاي هر پروژه پاييز سال گذشته به تصويب رسيد. اگر هرکدام به فضا پرتاب شوند، بودجه‌اي معادل ۲۰۰ ميليون دلار خواهند گرفت. اين مقدار البته کسري از بودجه‌اي‌ست که سال ۲۰۰۷ رد شده بود. پيش‌بيني پرتاب تلسکوپ‌ها سال ۲۰۱۶ است.
قدرت در تعداد
تعدادي از اخترشناسان هم از مأموريت‌هاي آنچناني و بزرگ دست کشيده‌اند و رو به ابزارهاي کوچک‌تر ولي تحت شبکه با چند ابزار ديگر آورده‌اند.
MEarth پروژه شکار سياراتي است که روي زمين به انجام مي‌رسد و يک ميليون دلار پيش‌بيني هزينه‌هاي آن بوده است. ۸ تلسکوپ ۱۶ اينچي در آريزونا براي مشاهده‌ي سيارات نزديک ستارگاني که سردتر و کوچک‌تر از ما هستند، به کار گرفته مي‌شوند. نتايج به دو تلسکوپ قوي‌تر داده خواهند شد تا تحليل شوند. در سال ۲۰۰۹ MEarth  اولين سياره‌اش را پيدا کرد (Gliese 1214b). اوايل ۲۰۱۳ دانشمندان با استفاده از هابل نور سياره را تحليل کردند و مشخص شده که جو سياره بخار آب دارد وسيعي دارد که سياره را براي زمين-گونه بودن مناسب مي‌کند.
سارا سيگر اخترشناس دانشگاه MIT برنامه فرستادن تلسکوپ به فضا را هدايت مي‌کند، ولي درخواست ۱۵ ميليون دلاري وي براي مأموريت ExpplanetSat بدين صورت است يک پرتاب صورت خواهد نگرفت. در عوض ميني ماهواره‌هايي که هرکدام بيش از يک قرص نان نيستند، با موشک‌هايي به فضا پرتاب مي‌شوند که در مأموريت‌هاي ديگر هم مورد استفاده قرار مي‌گيرند. بخش‌هاي بالايي موشک محفظه‌هايي کوچک دارد که به راحتي تلسکوپ‌ها در آن‌ها جا مي‌گيرند و در مدار مورد نظري که موشک هم به حالت سکون در خواهد آمد مي‌رسانند. وقتي در مدار قرار گرفتند، هر تلسکوپ يک ستاره و سياراتش را که مورد علاقه اخترشناسان است، بررسي مي‌کند. 
حتي سيگر ترجيح مي‌دهد پول يک مأموريت بزرگ شبيه Terrestrial Planet Finder لحاظ شود، ولي او مي‌خواهد همچنان همين روش را در بررسي سيارات فراخورشيدي پي‌بگيرد. اگرچه فقط آگاهي در مورد وجود سياراتي چون Kepler 22b به تنهايي جذاب است، ولي سناريوي رويايي اخترشناسان پيدا کدن حيات و پژوهش از نزديک در مورد آن‌هاست. سيگر مي‌گويد:«ما مسيري رو به آينده را مي‌خواهيم طي کنيم، پس وقتي مردم مي‌پرسند چگونه؟ بايد صادقانه بگويم، يک روزي راهي پيدا مي‌کنيم.»
 
 عينک جوشکاري براي شکار سيارات!
پژوهش‌هاي حيات فرازميني نيازمند تحليل فاصله‌ي نوري سيارات در تشخيص ترکيبات جوي آن‌هاست. اينکار بسيار دشوار است چراکه نور ستاره مزاحم دريافت اطلاعاتي مي‌شود که از سياره لازم داريم. نور ستاره حداقل ۱۰ برابر روشن‌تر از آن است که بشود سياره را مورد بررسي قرار داد. به همين دليل ناسا سپري را اماده مي‌کند که سيارات را بشود رصد کرد. نمونه‌ي اوليه‌ي چنين طرحي در JPL تهيه شده که شکل گُل دارد. طول آن ۲۰ فوت است و نور ستاره را ده ميليارد برابر کم مي‌کند! پروژه را جِرِمي کاسدين هدايت مي‌کند و مي‌گويد:«اين سايه‌ي مصنوعي مي‌تواند در کنار رصدخانه‌هاي فضايي در يک دهه قرار گيرد.»
 
تصويري از مرکز JPL ناسا و سپر نوري تهيه شده

Fangfei Shen

 

1392/3/5لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1667
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1667