عصر سیاره‌های فراکهکشانی
پوریا ناظمی
تا سه دهه پیش ما تنها سیاره‌هایی که در عالم می‌شناختیم، سیاره‌های خانواده خورشیدی خودمان بود. در آن زمان ستاره‌شناسان توانستند برای نخستین‌بار نشانه‌های غیرمستقیم سیاره‌ای فراخورشیدی را در اطراف ستاره‌ای دیگر در کهکشان ما پیدا کنند. حالا به نظر می‌رسد برای نخستین‌بار توانسته باشیم سیاره‌ای را در فراسوی کهکشان خود پیدا کنیم. هیچ شک و شبهه‌ای در اینکه در اطراف ستاره‌ای در کهکشانی دیگر سیاراتی در حال چرخش باشند، وجود ندارد. همان‌طورکه تا پیش از دهه ۱۹۹۰ نیز شکی در اینکه سیاره‌هایی در حال گردش در اطراف ستاره‌هایی غیر از خورشید هستند. اما بین آنچه می‌دانیم و تأیید تجربی آن فاصله طولانی وجود دارد. حالا گروهی از محققان اعلام کرده‌اند که احتمالا توانسته‌اند نشانه‌هایی از سیاره‌ای فراکهکشانی را ثبت کنند؛ سیاره‌ای که به دور ستاره‌ای در کهکشان مارپیچی یا M51 در حال گردش است. این اولین‌باری نیست که دانشمندان حدس میزنند نشانه‌ای از سیاره‌ای فراکهکشانی را پیدا کرده‌اند. در سال ۱۹۹۶ و در زمانی که هنوز جست‌وجوی سیارات فراخورشیدی در آغاز راه خود قرار داشت، «آر.يی شیلد» رویداد را عدسی گرانشی یک کوازار دوقلو رصد کرد که براساس محاسبات عامل پیدایش بخشی از انحنای نوری ایجادشده توسط این عدسی گرانشی، سیاره‌ای به جرم سه برابر زمین بود که درون کهکشانی که در پشت این عدسی گرانشی قرار داشت به دور ستاره‌ای می‌چرخید. اما این اتفاقی بود که حتی با فرض درست‌بودن این توضیح تنها یک‌بار قابل مشاهده بود و به دلیل عدم تکرارپذیری آن تنها نام خود را در فهرست نامزدهای احتمالی سیاره‌های فراکهکشانی ثبت کرد. اگر این سیاره که به نام H1-B9932 معروف است، واقعا وجود داشته باشد فاصله آن تا ما چیزی حدود چهار میلیارد سال نوری خواهد بود. یک‌بار دیگر در سال ۱۹۹۹ دانشمندان رویدادی از ریزعدسی گرانشی را در کهکشان آندرومدا رصد کردند که یکی از توضیحات مربوط به آن می‌توانست به وجود سیاره‌ای به جرم 6.34 برابر جرم مشتری باشد که در اطراف غول سرخی در حال گردش است. رویدادی که به PA-99-N2 معروف شده است هنوز تأیید نشده و یکی‌دیگر از نامزدهای فهرست سیاره‌های فراکهکشانی است. در سال ۲۰۱۸ نیز بار دیگر به کمک ریزعدسی‌های گرانشی گروهی از سیارات یاغی و سرگردان کشف شدند و به‌عنوان نامزدهایی از سیارات یتیم و سرگردان طبقه‌بندی شدند. این‌بار اما داستان کمی متفاوت است. گروهی از دانشمندان به رهبری «روزانی دی استفانو» از مرکز اخترفیزیک دانشگاه هاروارد و مؤسسه اسمیتسونی در کمبریج ایالت ماساچوست، با بررسی داده‌های پرتو ایکس جمع‌آوری‌شده توسط تلسکوپ فضایی چاندرا، سیاره فراکهکشانی احتمالی را در کهکشان مارپیچی یا M51 در فاصله نزدیک به ۲۸ میلیون سال نوری زمین کشف کرده‌اند. نتیجه این تحقیق که براساس رصدهای سپتامبر سال ۲۰۲۰ بوده در شماره اخیر ژورنال اخترشناسی نیچر منتشر شده است. گروه «دی استفانو» این نامزد سیاره فراکهکشانی را با روش گذر ثبت کرده است. زمانی که سیاره از روی تصادف مدارش به دور ستاره مادر در راستای خط دید ما از زمین قرار دارد و زمانی که از مقابل ستاره مادر عبود می‌کند، باعث کسوفی کوچک شده و بر نور دریافتی از ستاره اثر می‌گذارد. این روش رایجی برای کشف سیاره‌های فراخورشیدی درون کهکشان راه شیری است و ابزارهای معروفی مانند رصدخانه کپلر و تس از این روش استفاده می‌کنند. گروه «دی استفانو» اما برای این منظور به جای توجه به افت نوری در محدوده نور مریی که به دلیل دوری ستاره و سیاره احتمالی قابل تفکیک نیست به‌سراغ بررسی چنین افت‌های در بخش پرتو ایکس طیف الکترومغناطیس رفتند و آن هم به سراغ ستاره‌ای معمولی. آنها برای این کار به سراغ منابع درخشان پرتو ایکس در این کهکشان رفتند؛ جایی‌که معمولا خانه دوتایی‌هایی است که یکی از مؤلفه‌های آن را ستاره‌ای نوترونی یا سیاهچاله‌ای تشکیل داده است که گازها را از ستاره همدم خود به سمت خود می‌کشد و این گازها درحالی‌که در اطراف ستاره نوترونی یا سیاهچاله شتاب می‌گیرند برانگیخته شده و پرتو ایکس تابش می‌کنند. چنین اتفاقی باعث می‌شود این چنین سامانه‌های دوتایی در نور پرتو ایکس درخشش متمرکز بالایی داشته باشند و اگر سیاره‌ای در این منظومه دوتایی وجود داشته باشد هر بار که از مقابل خط دید ما رد می‌شود افت قابل تشخیصی در میزان تابش پرتو ایکس منبع سامانه دوتایی اتفاق می‌افتد. این گروه از این روش برای تفکیک سیاره فراکهکشانی در سامانه دوتایی
M51-ULS-1 استفاده کردند. این سامانه دوتایی دربردارنده یک ستاره نوترونی یا شاید یک سیاهچاله‌ای است که همدم آن را ستاره‌ای با جرمی معادل ۲۰ برابر جرم خورشید تشکیل داده است. با مطالعه داده‌های تلسکوپ فضایی پرتو ایکس چاندرا متوجه گذری شدند که در طی آن درخشش پراتو ایکس این منبع دوتایی تقریبا محو می‌شد. با استفاده از این کاهش نور و سایر داده‌های موجود این گروه حدس میزنند عامل این افت پرتو ایک سیاره‌ای به جرم سیاره زحل باشد که در فاصله‌ای معادل دو برابر فاصله زحل از خورشید به دور مرکز جرم این سامانه می‌گردد. اگرچه داده‌های موجود همگی بر صحت این فرض گواهی می‌دهند، اما تنها زمانی می‌توان با اطمینان نام این سیاره را از فهرست نامزدهای سیاره‌های فراکهکشانی به فهرست قطعی این چنین سیاره‌هایی منتقل کرد که مشاهدات و رصدهای دیگر این گزارش را تأیید کنند و این امری است که به زودی میسر نیست. به این دلیل که اگر محاسبات این گروه درست باشد این سیاره هر 70 سال یک‌بار سامانه مرکزی را دور می‌زند و برای مشاهده افت پرتو ایکس بعدی باید 70 سال صبر کرد. البته ممکن است توضیحات دیگری نیز برای این کاهش‌شدن تابش پرتو ایکس وجود داشته باشد، مواردی مانند غبار میان‌ستاره‌ای اما مدل‌سازی‌های موجود بیشترین احتمال را به وجود سیاره می‌دهد. مهم‌تر از یافتن این سیاره روشی است که این سیاره به کمک آن یافت شده است. این روش مسیر تازه‌ای را در شکار سیاره‌های فراخورشیدی و فراکهکشانی باز می‌کند و با استفاده از ابزارهای بیشتر و همچنین افزایش حجم آرشیو‌های رصدی امکان اینکه بتوانیم نمونه‌های دیگری را پیدا کنیم به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. بدین‌ترتیب با کمی احتیاط می‌توانیم بگوییم به عصر سیاره‌های فراکهکشانی خوش آمدید.
تا سه دهه پیش ما تنها سیاره‌هایی که در عالم می‌شناختیم، سیاره‌های خانواده خورشیدی خودمان بود. در آن زمان ستاره‌شناسان توانستند برای نخستین‌بار نشانه‌های غیرمستقیم سیاره‌ای فراخورشیدی را در اطراف ستاره‌ای دیگر در کهکشان ما پیدا کنند. حالا به نظر می‌رسد برای نخستین‌بار توانسته باشیم سیاره‌ای را در فراسوی کهکشان خود پیدا کنیم. هیچ شک و شبهه‌ای در اینکه در اطراف ستاره‌ای در کهکشانی دیگر سیاراتی در حال چرخش باشند، وجود ندارد. همان‌طورکه تا پیش از دهه ۱۹۹۰ نیز شکی در اینکه سیاره‌هایی در حال گردش در اطراف ستاره‌هایی غیر از خورشید هستند. اما بین آنچه می‌دانیم و تأیید تجربی آن فاصله طولانی وجود دارد. حالا گروهی از محققان اعلام کرده‌اند که احتمالا توانسته‌اند نشانه‌هایی از سیاره‌ای فراکهکشانی را ثبت کنند؛ سیاره‌ای که به دور ستاره‌ای در کهکشان مارپیچی یا M51 در حال گردش است. این اولین‌باری نیست که دانشمندان حدس میزنند نشانه‌ای از سیاره‌ای فراکهکشانی را پیدا کرده‌اند. در سال ۱۹۹۶ و در زمانی که هنوز جست‌وجوی سیارات فراخورشیدی در آغاز راه خود قرار داشت، «آر.يی شیلد» رویداد را عدسی گرانشی یک کوازار دوقلو رصد کرد که براساس محاسبات عامل پیدایش بخشی از انحنای نوری ایجادشده توسط این عدسی گرانشی، سیاره‌ای به جرم سه برابر زمین بود که درون کهکشانی که در پشت این عدسی گرانشی قرار داشت به دور ستاره‌ای می‌چرخید. اما این اتفاقی بود که حتی با فرض درست‌بودن این توضیح تنها یک‌بار قابل مشاهده بود و به دلیل عدم تکرارپذیری آن تنها نام خود را در فهرست نامزدهای احتمالی سیاره‌های فراکهکشانی ثبت کرد. اگر این سیاره که به نام H1-B9932 معروف است، واقعا وجود داشته باشد فاصله آن تا ما چیزی حدود چهار میلیارد سال نوری خواهد بود. یک‌بار دیگر در سال ۱۹۹۹ دانشمندان رویدادی از ریزعدسی گرانشی را در کهکشان آندرومدا رصد کردند که یکی از توضیحات مربوط به آن می‌توانست به وجود سیاره‌ای به جرم 6.34 برابر جرم مشتری باشد که در اطراف غول سرخی در حال گردش است. رویدادی که به PA-99-N2 معروف شده است هنوز تأیید نشده و یکی‌دیگر از نامزدهای فهرست سیاره‌های فراکهکشانی است. در سال ۲۰۱۸ نیز بار دیگر به کمک ریزعدسی‌های گرانشی گروهی از سیارات یاغی و سرگردان کشف شدند و به‌عنوان نامزدهایی از سیارات یتیم و سرگردان طبقه‌بندی شدند. این‌بار اما داستان کمی متفاوت است. گروهی از دانشمندان به رهبری «روزانی دی استفانو» از مرکز اخترفیزیک دانشگاه هاروارد و مؤسسه اسمیتسونی در کمبریج ایالت ماساچوست، با بررسی داده‌های پرتو ایکس جمع‌آوری‌شده توسط تلسکوپ فضایی چاندرا، سیاره فراکهکشانی احتمالی را در کهکشان مارپیچی یا M51 در فاصله نزدیک به ۲۸ میلیون سال نوری زمین کشف کرده‌اند. نتیجه این تحقیق که براساس رصدهای سپتامبر سال ۲۰۲۰ بوده در شماره اخیر ژورنال اخترشناسی نیچر منتشر شده است. گروه «دی استفانو» این نامزد سیاره فراکهکشانی را با روش گذر ثبت کرده است. زمانی که سیاره از روی تصادف مدارش به دور ستاره مادر در راستای خط دید ما از زمین قرار دارد و زمانی که از مقابل ستاره مادر عبود می‌کند، باعث کسوفی کوچک شده و بر نور دریافتی از ستاره اثر می‌گذارد. این روش رایجی برای کشف سیاره‌های فراخورشیدی درون کهکشان راه شیری است و ابزارهای معروفی مانند رصدخانه کپلر و تس از این روش استفاده می‌کنند. گروه «دی استفانو» اما برای این منظور به جای توجه به افت نوری در محدوده نور مریی که به دلیل دوری ستاره و سیاره احتمالی قابل تفکیک نیست به‌سراغ بررسی چنین افت‌های در بخش پرتو ایکس طیف الکترومغناطیس رفتند و آن هم به سراغ ستاره‌ای معمولی. آنها برای این کار به سراغ منابع درخشان پرتو ایکس در این کهکشان رفتند؛ جایی‌که معمولا خانه دوتایی‌هایی است که یکی از مؤلفه‌های آن را ستاره‌ای نوترونی یا سیاهچاله‌ای تشکیل داده است که گازها را از ستاره همدم خود به سمت خود می‌کشد و این گازها درحالی‌که در اطراف ستاره نوترونی یا سیاهچاله شتاب می‌گیرند برانگیخته شده و پرتو ایکس تابش می‌کنند. چنین اتفاقی باعث می‌شود این چنین سامانه‌های دوتایی در نور پرتو ایکس درخشش متمرکز بالایی داشته باشند و اگر سیاره‌ای در این منظومه دوتایی وجود داشته باشد هر بار که از مقابل خط دید ما رد می‌شود افت قابل تشخیصی در میزان تابش پرتو ایکس منبع سامانه دوتایی اتفاق می‌افتد. این گروه از این روش برای تفکیک سیاره فراکهکشانی در سامانه دوتایی
M51-ULS-1 استفاده کردند. این سامانه دوتایی دربردارنده یک ستاره نوترونی یا شاید یک سیاهچاله‌ای است که همدم آن را ستاره‌ای با جرمی معادل ۲۰ برابر جرم خورشید تشکیل داده است. با مطالعه داده‌های تلسکوپ فضایی پرتو ایکس چاندرا متوجه گذری شدند که در طی آن درخشش پراتو ایکس این منبع دوتایی تقریبا محو می‌شد. با استفاده از این کاهش نور و سایر داده‌های موجود این گروه حدس میزنند عامل این افت پرتو ایک سیاره‌ای به جرم سیاره زحل باشد که در فاصله‌ای معادل دو برابر فاصله زحل از خورشید به دور مرکز جرم این سامانه می‌گردد. اگرچه داده‌های موجود همگی بر صحت این فرض گواهی می‌دهند، اما تنها زمانی می‌توان با اطمینان نام این سیاره را از فهرست نامزدهای سیاره‌های فراکهکشانی به فهرست قطعی این چنین سیاره‌هایی منتقل کرد که مشاهدات و رصدهای دیگر این گزارش را تأیید کنند و این امری است که به زودی میسر نیست. به این دلیل که اگر محاسبات این گروه درست باشد این سیاره هر 70 سال یک‌بار سامانه مرکزی را دور می‌زند و برای مشاهده افت پرتو ایکس بعدی باید 70 سال صبر کرد. البته ممکن است توضیحات دیگری نیز برای این کاهش‌شدن تابش پرتو ایکس وجود داشته باشد، مواردی مانند غبار میان‌ستاره‌ای اما مدل‌سازی‌های موجود بیشترین احتمال را به وجود سیاره می‌دهد. مهم‌تر از یافتن این سیاره روشی است که این سیاره به کمک آن یافت شده است. این روش مسیر تازه‌ای را در شکار سیاره‌های فراخورشیدی و فراکهکشانی باز می‌کند و با استفاده از ابزارهای بیشتر و همچنین افزایش حجم آرشیو‌های رصدی امکان اینکه بتوانیم نمونه‌های دیگری را پیدا کنیم به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. بدین‌ترتیب با کمی احتیاط می‌توانیم بگوییم به عصر سیاره‌های فراکهکشانی خوش آمدید.