آموزش؛ آلفا قنطورس – تلسکوپ مخصوص یافتن سیارات شبیه زمین در زومیت

در نزدیکترین منظومه ستاره ای به زمین، آیا سیاراتی قابل سکونت در آلفا قنطورس وجود دارد؟ دانشمندان سال ها در تلاش برای پاسخ به این سوال بودند، اما نتوانستند بر درخشندگی دو ستاره خورشیدی آلفا قنطورس A و B غلبه کنند. هدف از این جستجو یافتن نشانه های سیارات اطراف این ستارگان است. سومین ستاره در این منظومه ستاره ای کوتوله قرمز پروکسیما قنطورس است که ثابت شده است که یکی از سیارات آن است.

کشف سیارات منظومه آلفا قنطورس فواید علمی بسیاری خواهد داشت. این منظومه تنها چهار سال نوری از زمین فاصله دارد که در فاصله کیهانی حدود کسری از ثانیه است. هر سیاره ای ارزش یافتن را دارد، اما سیارات مشابه زمین در اولویت هستند. اکنون گروهی از دانشمندان از طریق تلسکوپ های خصوصی خود در حال کاوش در چنین سیاراتی هستند. به گفته اولیور گیون از دانشگاه آریزونا و بخشی از تیم تلسکوپ:

ما یک فرصت منحصر به فرد برای کشف وجود سیارات قابل سکونت در این منظومه داریم. این بی سابقه است.

یک تلسکوپ آموزشی نسبتا کم هزینه با سرمایه گذاری بیش از 500000 دلار توسط دولت استرالیا ساخته خواهد شد. رهبر تیم تلسکوپ پیتر تاتل از دانشگاه سیدنی است که و همکارانش طراحی آموزشی را برای اولین بار پس از چندین سال ارائه کردند. این تلسکوپ که قبلا توسط آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، موسسه مهندسی فضایی Saber Astronautics استرالیا و برنامه ابتکار پیشرفت کالیفرنیا پشتیبانی می شد، با سرمایه گذاری 1 میلیاردی یوری میلنر ساخته شد.

تلسکوپ تالیمان تقریباً به اندازه یک جعبه کفش است که فقط برای یک هدف طراحی شده است: مکان یابی سیارات در کمربند حیات منظومه آلفا قنطورس. کمربند حیات منطقه ای است که آب مایع روی سطح سنگی سیاره باقی می ماند. این تلسکوپ در سال 2023 به دور زمین خواهد چرخید. به گفته سارا سیگر از مؤسسه فناوری ماساچوست و یکی از شکارچیان سیاره ای غیرشرکت کننده:

خبر پرتاب این تلسکوپ عالی خواهد بود. شگفت انگیز است که شرکت های خصوصی در حال تسریع جستجوی ما برای زمین های بیشتر هستند.

نمای شبیه سازی شده از تلسکوپ تالیمان از سامانه دو ستاره آلفا قنطورس

تلاش های زیادی برای کشف سیارات آلفا قنطورس انجام شده است که با درجات مختلفی از موفقیت همراه هستند. به عنوان مثال، در سال 2012، دانشمندان تصور کردند که سیاره ای به نام آلفا قنطورس B به دور آلفا قنطورس B می چرخد. آنها کشف کردند، اما در سال 2015 محققان دیگر وجود این سیاره را انکار کردند. مطالعه پروکسیما قنطورس موفقیت آمیزتر شد و آنها یک جهان احتمالی به شکل زمین به نام پروکسیما را نشان دادند. b در مدار ستاره قرار دارد، در حالی که نشانه هایی در سیارات دیگر به نام پروکسیما c نیز یافت شده است. امسال سیاره ای به اندازه نپتون در مدار قنطورس A کشف شد.

Taliman نام عربی باستانی آلفا قنطورس است که به عنوان “تلسکوپ تداخل سنج برای موقعیت مداری هندسی در محله نجومی” نیز شناخته می شود، که برای شکار سیارات اطراف آلفا قنطورس A و B طراحی شده است. بخش هایی از این تلسکوپ در حال ساخت است. از سوی دیگر، پرتاب امسال ماموریت Toliboy برای آزمایش فناوری بر روی ماهواره CUAVA-1 در ایستگاه فضایی بین المللی پرتاب شد. آزمایشات آزمایشگاهی و کار شبیه سازی نیز در دانشگاه سیدنی در حال انجام است. به گفته توتیل، تیم در حال کار بر روی نمونه اولیه کامل این تلسکوپ است. اگرچه برخی از جنبه‌های این مأموریت، مانند هدایت موشک به فضا و ایستگاه آن در مدار زمین، باید مورد توجه قرار گیرد، اما فناوری کلی تلسکوپ آماده است.

ویژگی اصلی تلسکوپ تالیمان تمرکز بر شکل دوگانه آلفا قنطورس A و B برای مطالعه سیارات احتمالی در کمربند حیات آنها است. فاصله بین دو ستاره برابر با فاصله اورانوس و خورشید است. تلسکوپ تالیمان از فناوری به نام مردمک انکساری برای مطالعه ستارگان استفاده می کند. این تلسکوپ 12 سانتی متری به جای گرفتن تصاویر باکیفیت از ستارگان، نور ستاره ها را به هزاران پیکسل تقسیم کرد و تصویری طرح دار ایجاد کرد که اثر فوتونیک موقعیت مکانی هر ستاره در آسمان شب را ایجاد می کند.

دانشمندان امیدوارند از داده ها برای نظارت بر انتقال ستاره های کوچک ناشی از گرانش سیاره استفاده کنند. این اندازه گیری نجومی نامیده می شود که استفاده از آن با دو ستاره بسیار آسان است و به شما امکان می دهد فاصله بین دو ستاره را به دقت اندازه گیری کنید. به گفته توتیل:

آلفا قنطورس یک هدف آسان برای این تکنیک است. تقریباً مانند دنیای مناسب برای این مأموریت است.

مشاهدات نجومی دو ساله تالیوم به محققان اجازه می دهد تا حضور یا عدم حضور سیارات را در ستاره های زیستی آلفا قنطورس A و B ارزیابی کنند. اما قدرت برتر نجوم توانایی اندازه گیری دقیق جرم سیارات جدید از طریق گرانش ستارگان است. بیشتر روش‌های اکتشاف سیاره‌ای صرفاً بر اساس تخمین جرم است و تفاوت دقیقی بین سیارات گازی مانند مینی نپتون یا سیارات مشابه زمین ارائه نمی‌کند.

با این حال، تالیم خالی از کاستی نیست. به عنوان مثال، این تلسکوپ نشان نمی دهد که کدام ستاره در مدار احتمالی سیاره قرار دارد. اما سیارات زمین مانند و قابل سکونت در این منظومه ها را می توان با دقت یافت. به گفته توتیل:

با تالیمان می توان گفت که سیاره در کمربند حیات یا در توده زمین قرار دارد. کشف چنین سیاره ای مانند یافتن طلا خواهد بود و محققان ماموریت های پیچیده تری را دنبال خواهند کرد.

هدف از این آموزش ایجاد دو پیشرفت شگفت انگیز در علم سیارات فرازمینی خواهد بود. اولین پیشرفت، استفاده از سرمایه خصوصی برای انجام تحقیقات علمی بیرونی بدون اتکا به سازمان های فضایی و سایر سازمان های دولتی، بدون هیچ نتیجه موفقیت آمیزی است. به گفته گیون:

یافتن سرمایه گذاران خصوصی برای چنین ماموریت های مخاطره آمیزی دشوار است زیرا هیچ سیاره ای در منظومه آلفا قنطورس یافت نمی شود. با این حال، شانس دریافت پاداش زیاد است. در هر صورت، می دانید که نزدیکترین منظومه شما احتمالا میزبان سیارات قابل سکونت است. و بنابراین برنامه های بسیاری از سازمان ها تغییر خواهد کرد.

این پروژه همچنین نشانه ای از تلاش های بیشتر در دو دهه گذشته است، از کشف هزاران سیاره فراخورشیدی تا مطالعه منظومه های ستاره ای بسیار دقیق. امیلی ریکمن از موسسه علوم تلسکوپ فضایی بالتیمور می گوید فناوری تلسکوپ تالیمان در مجاورت سیاره زمین هیجان انگیز است. او می گوید:

کشف حیات فراطبیعی در دنیای خارج سلولی می تواند یک دستاورد بزرگ باشد. ممکن است سیارات کوچک بسیار نزدیک به ستاره وجود داشته باشد که شما نتوانید آنها را ببینید یا شاید چیزی در اطراف ستاره وجود نداشته باشد. در هر صورت نتیجه ارزشمندی حاصل می شود.

توتیل می گوید: «پس از مطالعه آلفا قنطورس، اهداف ثانویه برای تالیم وجود دارد. اما هیچ یک از این ستارگان به اندازه کافی نزدیک نیستند که دقت دقیقی ارائه کنند و می توانند جهان های سنگین تر و کمتر قابل سکونت باشند. تاتل گفت: “ما امیدواریم در نهایت بتوانیم سیاره ای مانند زمین یا نپتون از نظر جرم پیدا کنیم.”

آلفا قنطورس در حال حاضر هدف اصلی است. در طی چند سال آینده، یک یا چند جهان قابل سکونت، از جمله زمین، ممکن است در اطراف این ستارگان کشف شود. در نتیجه، آنها باید نه تنها با دوربین دوچشمی، بلکه توسط کاوشگرهای روباتیک مورد مطالعه قرار گیرند. برنامه هایی برای چنین سفرهایی در حال حاضر در حال انجام است، از جمله پروژه Breakthrough Starshot’s Breakthrough Initiative Sister Project که هدف آن ارسال یک کاوشگر کوچک با سرعت یک دهم سرعت نور به آلفا قنطورس است. آموزش می تواند داده های کلیدی را برای تقویت این ماموریت چند ساله فراهم کند. به گفته پیتر واردن:

آیا می دانستید که این منظومه حداقل یک سیاره به نام پروکسیما B دارد؟ اگر به این نتیجه برسیم که آلفا قنطورس A و B سیارات قابل سکونت ندارند، می توانیم روی پروکسیما تمرکز کنیم. اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، نتیجه گیری زیاد طول نمی کشد.