آشنایی با تلسکوپ فضایی کپلر، کاشف سیاره‌ای شبیه به زمین که وجود آب مایع در آن محتمل است

این اولین باری نیست که تلسکوپ فضایی کپلر به کشف یک exoplanet پرداخته است. تاکنون بیش از 1000 سیاره در 76 منظومه‌ی خورشیدی، در پرونده‌ی اکتشافات این تلسکوپ ثبت شده است؛ ولیکن به دلیل تشابه سیاره‌ی کشف شده و قرار‌گرفتن آن در ناحیه‌ای موسوم به ناحیه‌ی مسکونی، اهمیت کشف جدید بیشتر از تمام اکتشافات قبلی است. اما ببینیم منظور از اکسُوپِلَنِت، ناحیه‌ی مسکونی یا habitable zone چیست و اصلاً تلسکوپ فضایی کپلر چگونه و با چه هدفی مشغول به کار است.

پروژه‌ی کپلر چیست؟

نام این تلسکوپ از نام یکی از دانشمندان بزرگ در عرصه‌ی نجوم گرفته شده و بر خلاف رصدخانه‌ها و تلسکوپ‌هایی که روی کره‌ی زمین واقع شده‌اند، در فضا و به دنبال زمین در حرکت است.

کپلر در 7 مارس سال 2009 به فضا پرتاب شده تا در کهکشان راه شیری به کشف سیاره‌هایی که در ناحیه‌ی مسکونی قرار دارند بپردازد.

دوربینی با رزولوشن 95 مگاپیکسل برای ثبت تصاویری از کهکشان‌های دوردست از طریق یک آینه‌ی اصلی 1.4 متری روی آن نصب شده است. آینه توسط کمپانی سازنده‌ی محافظ صفحه‌نمایش یعنی Corning ساخته شده؛ همان سازنده‌ی صفحات محافظ گوریلا‌گلس که روی تلفن‌های هوشمند بسیار پرکاربرد است. شاید انتظار رزولوشن بالاتری داشتید؛ ولیکن همین رزولوشن هم از نظر مخابراتی و حجم داده‌ها، بسیار بالاست. بنابراین کپلر به صورت خودکار تنها تصاویر مهم و مورد علاقه را به زمین مخابره می‌کند.

ابتدا، آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا تصمیم گرفته بود که پروژه‌ی کپلر به مدت 3.5 سال فعال باشد؛ ولیکن در سال 2012 با توجه به اینکه نویز در اطلاعاتی که کپلر جمع‌آوری کرد، بیش از حد پیش‌بینی شده بود، پروژه باز هم تمدید شد. در واقع مأموریت کندتر از چیزی که انتظار می‌رفت انجام شد. این گروه روی مریخ‌نورد کنجکاوی هم کار کرده است.

از نظر موقعیت باید گفت که کپلر به دنبال زمین حرکت می‌کند و مدار آن کمی طولانی‌تر از مدار زمین به دور خورشید است. در واقع مدت زمان یک دور چرخش آن به دور خورشید حدود 372.5 روز است و این به معنی آن است که تدریجاً از زمین دور می‌شود.

ناحیه‌ی مسکونی یا Habitable Zone چیست؟

تعریف کوتاه این اصطلاح، باندی به دور ستارگان است که در آن فاصله ممکن است آب به شکل مایع وجود داشته باشد. اگر فاصله تا ستاره کمتر شود، آب در سیاره به صورت گاز وجود خواهد داشت و اگر فاصله بیشتر باشد، آب یخ می‌بندد. لذا از نظر زیستی و در تئوری، تنها ناحیه‌ی مسکونی است که امکان حیات به شکل طبیعی در آن وجود دارد.

نام این ناحیه به صورت رسمی ناحیه‌ی مسکونی اطراف ستاره‌ای است که به شکل مخفف CHZ گفته می‌شود؛ ولیکن در محاوره به این ناحیه Goldilocks Zone هم گفته می‌شود.

اکسوپلنت یا سیاره‌ی خارج از منظومه‌ی شمسی

به سیاراتی که خارج از منظومه‌ی شمسی ما قرار دارند، اکسوپلنت گفته می‌شود. برخی سیارات ممکن است مثل مشتری (ژوپیتر) از گاز تشکیل شده و بسیار بزرگ‌تر از زمین ما باشند. برخی ممکن است بسیار کوچک‌تر باشند.

حتی برخی از سیارات خارج از منظومه‌ی شمسی، ساختاری کاملاً متفاوت از زمین و دیگر سیارات آشنای منظومه‌ی ما دارند. مثلاً برخی شامل درصد زیادی کربن هستند. به این سیارات Super-Earth گفته می‌شود که معمولاً از نظر جرم سنگین‌تر از زمین هستند و ممکن است تا 10 برابر جرم بیشتری داشته باشند. سیاراتی از این دست که جرمی بیش از 10 برابر زمین دارند را سیارات غول‌پیکر می‌گویند. از نظر حجمی ممکن است این سیارات از اورانوس منظومه‌ی شمسی ما که ساختار گازی دارد، بسیار کوچک‌تر باشند.

حیات در Kepler-186f امکان‌پذیر است؟

تنها مسأله برای حیات، وجود آب مایع و به عبارتی قرار‌گرفتن در ناحیه‌ی مسکونی نیست. در واقع باید شرایط زیادی برای حیات برقرار باشند. مثلاً سیاره باید اتمسفری مثل زمین داشته باشد که در اعتدال آب و هوایی بسیار مؤثر است. بنابراین نمی‌توان فعلاً به این نتیجه رسید که کپلر 186 اف یک سیاره دارای حیات است.

آیا می‌توان به زودی به این سیاره‌ی جدید سفر کرد؟

فاصله‌ی سیارات خارج از منظومه‌ی شمسی با زمین ما عموماً بسیار زیاد است. Kepler-186f در فاصله‌ی 500 سال نوری قرار گرفته که مسافرتی بسیار طولانی را می‌طلبد. علاوه بر این برای انجام یک سفر اکتشافی به آن، باید ابزار تأمین روشنایی هم همراه فضاپیما باشد؛ چرا که بنابر ارزیابی ناسا، در روشن‌ترین ساعات روز، روشنایی محیط سیاره در حد 1 ساعت مانده به غروب زمین است.

کپلر از این به بعد هم به دنبال سیارات مشابه زمین می‌گردد و پروژه‌هایی مثل انتقال ماهواره‌های اکتشافی سیارات خارج از منظومه‌ی شمسی و تلسکوپ فضایی James Webb برای بررسی ترکیبات و شرایط جوی نمونه‌های کشف شده‌ی نزدیک‌تر، کلید می‌خورند.

پروژه‌ی Kepler K2 چیست؟

این پروژه برای تمدید پروژه‌ی کپلر تا سال 2016 شروع شده است. با توجه به اینکه کپلر از نظر سخت‌افزاری برای 3.5 سال کارکرد طراحی شده، تا سال 2016 دوام نمی‌آورد. لذا در اواسط سال 2012، خرابی‌ها شروع شد. در ابتدا یکی از چرخ‌های عکس‌العملی که برای جهت‌دادن به کپلر به کار می‌رود، با مشکل مواجه شد. چرخ بعدی هم در سال 2013 دچار خرابی شده است. بنابراین با توجه به اینکه برای کارکرد کپلر طبق برنامه، به 3 چرخ از 4 چرخ نیاز است، ادامه‌ی مأموریت با مشکل روبرو شد.

ناسا و JPL با کلید‌زدن Kepler K2، مأموریتی برای استفاده از آنچه از تلسکوپ فضایی باقی مانده را شروع کردند. بنابراین کپلر به کشف سوپرنواها، سیارک‌ها و ستاره‌های دنباله‌دار ادامه می‌دهد.