کشف سیاره‌ای سرگردان در ابعاد زمین در کهکشان راه شیری

اگر منظومه‌ی شمسی را یک خانواده در نظر بگیرید، برخی سیاره‌ها زودتر این خانواده را ترک می‌کنند. پس از آنکه سیاره‌ها آغوش گرانشی خانواده‌ی خود را ترک گفتند، برای همیشه و بدون هیچ مرزی در فضای میان‌ستاره‌ای شناور خواهند شد. ستاره‌شناسان به این سیاره‌های انحرافی، «سیاره‌های سرکش» می‌گویند. حالا تیمی از ستاره‌شناسان موفق شده‌اند یکی از این سیاره‌های سرکش را بیابند که جرم آن تقریبا برابر با سیاره‌های سنگی مثل مریخ یا زمین است. یافتن چنین سیاره‌ای در اعماق فضا که نوری از آن ساطع نمی‌شود، خود مسئله‌ی بزرگی است؛ اما دو سازمان OGLE (آزمایش لنز گرانشی نوری) و KMTN (شبکه‌ی تلسکوپ ریزهمگرایی گرانشی کره‌جنوبی) در این زمینه با یکدیگر همکاری می‌کنند.

گروهی از دانشمندان هر دو گروه از کشف سیاره‌ای سرکش با جرم کم خبر دادند. هیچ ستاره‌ای در نزدیکی این سیاره وجود ندارد و فاصله‌ی آن از زمین هنوز تأیید نشده است. به‌گفته‌ی پژوهشگران، روش ریزهمگرایی در یافتن سیاره‌های مشابه زمین مؤثر است که در فضا شناور هستند. ستاره‌شناسان معتقدند در اولین روزهای تشکیل منظومه‌ی شمسی، برخی از سیاره‌های کم‌جرم از محدوده‌ی گرانشی خورشید خارج شدند. معمولا منظومه‌های ستاره‌ای در آغاز شکل‌گیری پر از بی‌نظمی هستند و تعامل گرانشی بین ستاره و سیاره‌ها گاهی می‌تواند سیاره‌های کوچک را برای همیشه به فضای بیرون از منظومه هدایت کند. مؤلفان می‌گویند:

براساس نظریه‌های شکل‌گیری سیاره ازجمله نظریه‌ی تجمع هسته، جرم سیاره‌های دفع‌شده بین ۰/۳ تا ۱ جرم زمینی متغیر است.

یافتن اجرام کوچک شناور در فضای تاریک و بی‌کران نیازمند استفاده از روشی نوآورانه مثل همگرایی گرانشی است. برای روش همگرایی گرانشی باید به دو مسئله توجه کرد: منبع نور دوردست که معمولا یک ستاره است و شیئی نزدیک‌تر با جرم کافی که به‌صورت یک لنز عمل کند و نور ستاره‌ی دوردست را خم کند. در این نمونه، سیاره‌ی کم‌جرم به‌عنوان لنز عمل می‌کند و ستاره‌شناسان براساس انعکاس نور ستاره‌ی دوردست به داده‌هایی دست پیدا می‌کنند.

^{این انیمیشن نشان می‌دهد ریزهمگرایی گرانشی می‌تواند دنیاهای دورافتاده را آشکار کند. وقتی سیاره‌ی سرکش ناپیدا از مقابل سیاره‌ای دوردست عبور می‌کند، نور ستاره با عبور از اطراف سیاره خم می‌شود. این سیاره به‌عنوان لنزی کیهانی عمل و نور ستاره‌ی پس‌زمینه را تقویت می‌کند.}

مؤلفان بیان می‌کنند:

 رویدادهای ریزهمگرایی به‌دلیل کوچک‌بودن سیاره‌ی سرگردان، رادیان زاویه‌ای کوچک و بازه‌های زمانی به‌شدت کوتاهی (۰/۱ روز) دارند.

بر‌همین‌اساس، مؤلفان این کشف را کوتاه‌ترین ریزهمگرایی نامیدند. در دهه‌های گذشته، اطلاعات زیادی از سیاره‌های فراخورشیدی به‌دست آمده است. حالا می‌دانیم هزاران سیاره‌ی فراخورشیدی وجود دارد و انتظار می‌رود هر ستاره‌ای میزبان چند سیاره باشد. این داده‌ها به نظریه‌ها و مدل‌های به‌روزی از شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی و سیاره‌ها می‌انجامند.

فرضیه‌ها نشان می‌دهند احتمالا میلیاردها یا حتی تریلیون‌ها سیاره‌ی شناور در راه شیری وجود دارد. مؤلفان در پژوهش خود فهرستی از راه‌های احتمالی را جمع‌آوری کردند که باعث سرگردانی این سیاره‌ها می‌شوند. در‌این‌میان، می‌توان به تعامل‌های داینامیک بین سیاره‌های غول‌آسا اشاره کرد که در مدار سیاره‌های کوچک‌تر اختلال ایجاد می‌کنند یا روابطی که بین ستاره‌ها یا منظومه‌های سه‌تایی و دوتایی و خوشه‌های ستاره‌ای وجود دارد.

درنتیجه‌ی روش ریزهمگرایی، راه‌حلی برای جست‌وجوی این سیاره‌ها پیش پای ستاره‌شناسان قرار می‌دهد. بااین‌حال، این روش هم دشوار است؛ زیرا در درجه‌ی اول، سیاره‌ها نوری از خود منتشر نمی‌کنند و در درجه‌ی دوم، رویدادهای ریزهمگرایی اجرام کوچک معمولا در بازه‌ی زمانی بسیار کوتاهی رخ می‌دهند. برای مثال، سیاره‌ی جدید که به‌عنوان «OGLE-2016-BLG-1928» نام‌گذاری شد، در رویداد ریزهمگرایی با مدت‌زمان ۴۱/۵ دقیقه کشف شد. این مدت‌زمان برای جمع‌آوری داده‌های دقیق کافی نیست.

در گذشته، تنها چهار سیاره‌ی مشابه کشف شدند. روی‌هم‌رفته، رویدادهای ریزهمگرایی مدرکی قوی برای تعداد سیاره‌های سرگردان در راه شیری به‌شمار می‌روند. پژوهشگران نه‌تنها در کشف این رویداد، بلکه در تشخیص شیء کشف‌شده به‌عنوان سیاره‌ای واقعی هم با مشکلاتی روبه‌رو هستند.

با وجود تمام مشکلات، کشف‌ این سیاره اهمیت دارد و روش لنز یا همگرایی یکی از بهترین نامزدها برای کشف سیاره‌های سرگردان سنگی است. احتمال سکونت‌پذیری سیاره‌های سنگی سرگردان صفر است؛ درنتیجه بررسی این سیاره‌ها مشابه بررسی دیگر سیاره‌های فراخورشیدی نخواهد بود؛ اما بازهم جذابیت‌های خود را دارند و سرنخ‌هایی از عملکرد طبیعت را می‌دهند.

در آینده‌ای نزدیک، تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومان ناسا به جست‌وجوی سیاره‌های سرگردان کمک خواهد کرد. این تلسکوپ مأموریت‌هایی زیادی مثل بررسی انرژی تاریکی و عکس‌برداری از سیاره‌های فراخورشیدی و دستیابی به طیف جوّی آن‌ها را در پیش دارد؛ اما بخشی از مأموریت آن یافتن سیاره‌های سنگی شناور در ابعاد مریخی است. این تلسکوپ فضاییِ قدرتمند از بررسی ریزهمگرایی برای کشف این سیاره‌ها استفاده خواهد کرد. یافته‌ها به بهبود درک ما درباره‌ی منظومه‌ی شمسی کمک خواهند کرد. سامسون جانسون، دانشجوی فارغ‌التحصیل دانشگاه ایالتی اوهایو می‌گوید:

دیدگاه ما به جهان توسعه یافته است. همچنین، متوجه شدیم منظومه‌ی شمسی ما می‌تواند نمونه‌ای عجیب و منحصر‌به‌فرد باشد. تلسکوپ رومان به ما کمک می‌کند به داده‌های بیشتری درباره‌ی این سیاره‌های سرگردان برسیم.