تلسکوپ بعدی ناسا قادر به کشف ۱۴۰۰ سیاره فراخورشیدی جدید خواهد بود

براساس یک بررسی جدید، تلسکوپ بعدی ناسا قادر به کشف ۱۴۰۰ دنیای جدید است که برخی از آن‌ها ممکن است با زمین قابل‌مقایسه باشند. تلسکوپ مدارپیما با نام مستعار WFIRST به‌عنوان میراثی از مأموریت‌های قبلی برای پاسخ به سؤال‌های بنیادی در رابطه با ماهیت کیهان و جستجوی حیات فرازمینی ساخته خواهد شد.

 WFIRST (تلسکوپ نقشه‌برداری در میدان دید مادون قرمز) یکی از مأموریت‌های پرچم‌دار آینده است که انتظار می‌رود به‌دنبال تلسکوپ فضای جیمز وب (JWST) ساخته شود. ناسا برنامه‌ی این پروژه را در فوریه‌ی ۲۰۱۶ آغاز کرد. WFIRST در می ۲۰۱۸ در یک ارزیابی مهم انجمن مدیریت برنامه‌های ناسا نمره‌ی قبولی گرفت و وارد فاز طراحی اولیه شد.

بودجه‌ی این تلسکوپ تاکنون ۳/۲ میلیارد دلار آمریکا برآورده شده است و تاریخ پرتاب آن، اواسط ۲۰۲۰ خواهد بود. بااین‌حال با درس‌هایی که از پروژه‌ی جیمز وب می‌توان گرفت، این احتمال وجود دارد که بودجه‌ی چنین پروژه‌های بلندپروازانه‌ای به شکل چشمگیری افزایش پیدا کند و تخمین‌های اولیه بسیار خوشبینانه باشند.

تصویر هنری از تلسکوپ مداری WFIRST

WFIRST با دو هدف اصلی طراحی شده است. تلسکوپی که با هدف درک ماهیت انرژی تاریک به مشاهده‌ی دقیق کیهان بپردازد (به اعتقاد بعضی ستاره‌شناس‌ها، انرژی تاریک نیروی مبهمی است که در انبساط کیهان نقش دارد). هدف دیگر این رصدخانه‌ی فضایی، یافتن سیاره‌های ناشناسی است که بسیاری از آن‌ها در فاصله‌ای دورتر از ستارگان والد خود قرار گرفته‌اند و با دنیاهایی که تاکنون کشف شده‌اند، تفاوت دارند.

کپلر با نگاه کردن به سیاره‌های فراخورشیدی که نزدیک به مدار ستاره‌ی خود می‌چرخند (در فاصله‌ای کمتر از زمین تا خورشید قرار دارند) مأموریت خود را آغاز کرد. WFIRST با کشف سیاره‌های دورتر از ستاره‌ی والد خود، به این مأموریت ادامه خواهد داد.

این تلسکوپ با روشی به نام ریزهمگرایی گرانشی به جستجوی این دنیاهای دوردست خواهد پرداخت. در این روش، تلسکوپ به بررسی خمیدگی یا بزرگنمایی نور یک ستاره‌ی دوردست می‌پردازد. این خمیدگی یا بزرگنمایی حاصل تأثیر گرانشی یک سیاره‌ی فراخورشیدی در حال چرخش بین ستاره‌ی مرکزی و تلکسوپ ناظر است.

روش ریزهمگرایی برای اولین‌بار در نظریه‌ی نسبیت عام آلبرت اینشتین پیش‌بینی شد. ستاره‌شناسان با تحلیل نور منبع پس‌زمینه می‌توانند جرم دنیای موردنظر و فاصله‌ی گردش به دور ستاره را تعیین کنند. بااین‌حال، رویدادهای ریزهمگرایی بسیار نادر هستند و برای هر سیاره‌ی فراخورشیدی، گاهی هرچند میلیون سال رخ می‌دهند و تنها چند ساعت دوام می‌آورند.

اگرچه وسعت دید WFIRST بخش کوچکی از آسمان را در برمی‌گیرد اما این نسبت باز هم از تلسکوپ‌های فضایی دیگر بیشتر است. ترکیب منحصربه‌فرد WFIRST (میدان دید وسیع و وضوح بالا)، آن را به یک گزینه‌ی قدرتمند برای جستجوهای ریزهمگرایی سیاره‌ای مناسب می‌سازد. تلسکوپ‌های فضایی مانند هابل و جیمز وب تلسکوپ‌هایی تک‌منظوره هستند.

پژوهش‌های اخیر، دقیق‌ترین تخمین از اکتشافات قابل‌انتظار WFIRST از سیاره‌های فراخورشیدی را ارائه می‌دهند. پژوهشگرها برای این تخمین از یک مجموعه شبیه‌سازی استفاده کردند که معیارهای متعددی مثل طیف کامل طرح‌های پیشنهادی WFIRST را دربرمی‌گیرند.

براساس آرشیو سیاره‌های فراخورشیدی ناسا تاکنون کشف ۳۹۱۷ سیاره از این نوع تأیید شده است. براساس بررسی‌های جدید، WFIRST قادر به شناسایی ۱۴۰۰ دنیای جدید خواهد بود که احتمالا ۱۰۰ عدد از این سیاره‌ها شرایطی مشابه زمین دارند.

 برای مثال با تحلیل سیاره‌هایی که با روش ریزهمگرایی کشف شده‌اند می‌توان به نحوه‌ی شکل‌گیری انواع سیاره‌های فراخورشیدی پی برد. ستاره‌شناس‌ها با این اطلاعات می‌توانند به مقایسه‌ی منظومه‌ی شمسی با منظومه‌های دیگر بپردازند. درنتیجه می‌توانند به جستجوی حیات فرازمینی بپردازند و به این سؤال پاسخ دهند که آیا منظومه‌ی شمسی تنها منظومه‌ی مناسب برای حیات است یا خیر.