احتمال پایان زودهنگام مأموریت کپلر؛ شکارچی سیارات فراخورشیدی

ناسا به نحو غیرمنتظره‌ای خبر داد که تلسکوپ فضایی سیاره‌کاو کپلر، که طی دو سال گذشته یک‌تنه صد‌ها سیاره فراخورشیدی را کشف کرده، موقّتاً از فعالیت بازایستاده، و به خاموشی فرورفته است.

در واقع یکی از ادوات تلسکوپ، موسوم به «چرخ واکنشی» (Reaction Wheel) که برای ردگیری ستارگان استفاده می‌شود، از کار افتاده بود و لذا کپلر قادر به نشانه‌گیری اهداف و بعضاً شکار سیارات تازه فراخورشیدی نیست. اگر مهندسین موفق به رفع چنین مشکلی نشوند، چنین نقصی به منزله پایان زودهنگام یکی از موفق‌ترین مأموریت‌های فضایی تاریخ خواهد بود.

کپلر در سال ۲۰۰۹ میلادی به فضا پرتاب شد و تاکنون ۲۷۴۰ سیاره احتمالی، و ۱۳۲ سیاره قطعی فراخورشیدی را کشف کرده است. مأموریت اصلی این ماهواره در سال ۲۰۱۲ به پایان رسید، اما ناسا مأموریتش را تا سال ۲۰۱۶ تمدید کرد.

وب‌سایت National Geographic اخیراً مصاحبه کوتاهی با ویلیام بروکی (William Boruki)، پژوهش‌گر ارشد مأموریت کپلر انجام داده، که در آن راجع به وضعیت فعلی کپلر، عملیات علمی و همچنین آینده این تلسکوپ موفق فضایی خواهیم خواند.

احتمالش چقدر است که کپلر مأموریتش را از سر بگیرد؟

فکر کنیم امیدی هست؛ اما خب تازه شروع کرده‌ایم که ببینیم مشکل از کجاست. در حال حاضر، بهترین حدسمان این است که وقفه پیش‌آمده زیر سر یکی از چهار «چرخ واکنشی» روی فضاپیماست.

تازه بارگذاری یک نرم‌افزار را روی فضاپیما به اتمام رسانده‌ایم که شاید کمک‌اش کند به موقعیّت مطلوبی نقل مکان کند و [به جای چرخ‌های واکنشی]، صرفاً از موتورهای تصحیح مدار استفاده کند. انتظار داریم چند ماهی طول بکشد تا بفهمیم که چطور باید چرخ را مرمت کرد. اما خب احتمال این وجود دارد که استفاده توأمان از موتور‌ها و چرخ‌ها، شاید آنقدر‌ها که برای نورسنجی ستارگان کافی باشد، نتیجه کار را دقیق از آب درنخواهد آورد.

آیا کپلر هنوز هم می‌تواند کشفیات خیره‌کننده‌ای صورت بدهد؟

ما هنوز داده‌های [حاصل از] دو سال پویش تلسکوپ را داریم که دست‌نخورده مانده‌اند. این یعنی که ما صرفاً نیمی از داده‌های تلسکوپ را دیده‌ایم؛ و با این‌حال خودت ببین که [در همین مقدار هم] چقدر کشف صورت گرفته. تاکنون نتوانسته‌ایم سیاره زمین‌مانندی را پیدا کنیم که در «منطقه حیات» یک ستاره خورشیدمانند بچرخد. به قدر کافی جستجو نکرده‌ایم؛ اما خب می‌دانیم احتمالش بالاست که [چنین سیاره‌ای] در داده‌هایی که روی دستمان مانده، وجود داشته باشد.

 مهم‌ترین هدف این مأموریت چیست؟

مایلیم بفهمیم که سیارات زمین‌مانند در کهکشان‌مان فراوان‌اند یا کمیاب. اگر فراوان باشند، آن‌وقت کهکشان‌مان پر است از حیاتی که صرفاً منتظر مانده تا بگوییم‌شان که ما اینجاییم. اگر بفهمیم که برعکس قضیه صحت دارد، آن‌وقت تنهائیم و دیگر از «سفرهای بین‌ستاره‌ای» هم خبری نخواهد بود؛ چراکه اصلاً جایی نیست که برویم.

اینکه یک سیاره باید چه ابعادی داشته باشد تا زمین‌مانند به حساب بیاید؟ اینکه چقدر باید به ستاره مادرش نزدیک باشد؟ سعیمان این نیست که [سیاره‌ای] دقیقاً مشابه [زمین] پیدا کنیم؛ اما کپلر نشان داده که سیاراتی در حد و ابعاد زمین فراوان‌اند. گمان می‌کنیم چندصدموردشان را فقط در بخش کوچکی از آسمان [در صورت فلکی دجاجه] که زیر نظر گرفته‌ایم، پیدا کرده‌ایم؛ که این یعنی امکان دارد میلیارد‌ها سیاره به حد و ابعاد زمین وجود داشته باشد.

اگر کپلر احیاء بشود، وظایف بعدی‌اش چه خواهد بود؟

تا به اینجای کار، بحث‌مان حول سیارات منفرد بود. قصدمان این است که به اجتماعات سیاره‌ای موجود در اطراف ستاره منفردی مثل خورشید هم نگاهی بیاندازیم و ببینیم که کدامشان سنگی‌ هستند و یا که از آب مایع میزبانی می‌کنند.

هدف فعلی‌مان این است که داده‌های بیشتری جمع‌آوری کنیم – یعنی مدارهای بیشتری از سیاراتی که از برابر ستاره‌شان گذشته‌اند را پوشش بدهیم [تا مطمئن شویم که داده‌های اولیه، خطا نداشته‌اند] – و از آن به بعد می‌توانیم شناسایی سیارات را شروع کنیم. هرچه بیشتر نگاه کنیم، اطلاعات بیشتری را هم راجع به چند و چون این سیارات نویافته می‌توانیم گلچین کنیم. خب فرآیند طولانی‌ای‌ست؛ چراکه شاید صد روز طول بکشد تا یک مدار کامل بشود. در ستاره‌های داغ‌تر، مناطق حیات هم در فواصل دورتری واقع شده‌اند؛ و این یعنی سیاراتی که در مدارشان واقع شده‌اند، هر دو سال یک‌بار و یا شاید بیشتر، از برابر ستاره‌شان رد می‌شوند.

ضمناً هرچه یک سیاره زمین‌مانند کوچک‌تر باشد، سیگنال ضعیف‌تری را هم از خودش به جا می‌گذارد؛ و این یعنی که باید سیگنال‌های بیشتر و بیشتری جمع کنیم تا مشخص بشود که این واقعاً یک سیاره زمین‌مانند است.

آینده جستجو در پی سیارات فراخورشیدی را چطور می‌بینید؟

قاعدتاً گام بعدی این خواهد بود که به ستارگان سیاره‌دار نزدیک به خورشید بنگریم. ناسا برنامه‌ریزی کرده که ماهواره TESS (مخفف «ماهواره نقشه‌بردار سیارات گذرا») را در سال ۲۰۱۷ به فضا بفرستد. این ماهواره در واقع متشکل از یک مجموعه‌تلسکوپ است که تقریباً کل آسمان را دید می‌زنند؛ و دست‌کم یک میلیون ستاره همسایه را به امید [کشف] سیارات زمین‌مانند، بررسی می‌کنند. بعد، هدف مأموریت بعدیْ این خواهد بود که ببیند آیا آن سیارات، جوّ خاصی هم دارند یا نه. مأموریت بعدی‌اش می‌بیند آیا این سیارات، با یخ، بیابان یا اقیانوس هم پوشیده شده‌اند یا نه. شاید هنوز یک دهه دیگر [تا اعزام چنین مأموریتی] مانده باشد؛ اما خب متخصصین از همین الآن به فکر این مأموریت‌اند.

میراث کپلر چه خواهد بود؟

ما هزاران سیاره احتمالی را پیدا کرده‌ایم که به ما می‌گویند آمار سیارات زمین‌مانند در کهکشان‌مان بالاست. کپلر، یک موفقیت چشمگیر بوده. اما خب وقت‌اش رسیده که راه بیفتیم. آنچه مدنظرمان بود را انجام دادیم؛ یعنی مشخص کردیم که سیارات زمین‌مانند نادرند یا فراوان.

به نظر شما پایان احتمالی مأموریت کپلر، چه تأثیری روی مأموریت‌های آتی خواهد گذاشت؟

به گمان‌ام دستاوردهای کپلر، مشوّقی برای تولید هرچه‌سریع‌تر همین مأموریت‌های بعدی باشد. خود مردم می‌توانند ببینند که چه موفقیتی حاصل شده. طبیعی‌ست که گام بعدی را برداریم. می‌خواهیم راجع به جو این سیارات بدانیم. نیاز به دانش بیشتر، در خون ماست.

منبع: National Geographic

توضیحات تصاویر:

۱-       طرحی از تلسکوپ فصایی کپلر / منبع: ناسا

۲-       نمای شماتیک ۱۲۳۵ ستاره واقع در میدان دید تلسکوپ فضایی کپلر (با نسبت ابعادی و رنگ‌آمیزی حقیقی)، که احتمالاً میزبان سیارات فراخوشیدی‌اند. ابعاد نسبی این سیارات را می‌توان از قطر لکه‌های خال‌مانند روی هر ستاره متوجه شد / طراحی از Jason Rowe – ناسا