سیارات فرا خورشیدی همه جا هستند
ارسال شده: دوشنبه ۳ فروردین ۱۳۹۴, ۱:۰۹ ق.ظ
[External Link Removed for Guests]
March 21,
سیارات فرا خورشیدی همه جا هستند
تاسال 1770اطلاعات ما در باره منظومه شمسی به شناخت 6 سیاره عطارد ، زهره ، زمین ،مریخ ، مشتری و زحل محدود میشد . بر اساس مدار این سیارات ستاره شناسان قرن هیجدهم رابطه ای ساده وضع کردند که فاصله نسبی و موقعیت سیارات را تا خورشید بدست می آورد . این رابطه به قانون" تیتیوس بوده" مشهور است و در واقع یه رابطه تجربی ساده است. در سال 1781 ویلیام هرشل موفق شد سیاره اورانوس را کشف کند . هرشل این سیاره را بدون در نظر گرفتن قانون "تیتیوس بوده" کشف کرد اما بعدا با محاسبات مشخص شد قانون " تیتیوس بوده" در باره این سیاره هم که در مدار ماورای زحل قرار دارد صدق میکند .
بعد از آن ستاره شناسان شروع به جستجوی سیاره ای بین مدار مربخ و مشتری کردند که قانون " تیتیوس بوده" موقعیت آن را پیش بینی کرده بود . در سال 1801 "جوزپی پیاتسی" موفق شد جرمی را در این موقعیت شناسایی کند که "سرس" نامگذاری شد . اما زمانی که نپتون در سال 1841 کشف شد مشخص شد دقیقا در همان جائی که قانون " تیتیوس بوده" پیش بینی کرده بود واقع نشده است . در طول سالیان بعد اجرامی کوچک دیگری بین مدار مشتری و مریخ کشف شدند و مشخص شد که سرس تنها یک عضو کمربند سیارکها است .
در مورد خطای این قانون در مورد اجرام دور دست مانند نپتون و پلوتون دلایلی مانند تاثیرات گرانشی سایر سیارات را عنوان کرده اند . اما به هر حال در مورد سیارات دیگر این رابطه تجربی که هنوز هم هیچ توضیح علمی ندارد، به نحو اعجاب آوری تقریبا درست عمل میکند . رابطه " تیتیوس بوده" بسیار ساده است و به صورت زیر عمل میکند:
فاصله مداری بر حسب واحد نجومی = N+4/10
N یکی از اعداد 0-3-6-12-24-48-96-... میباشد . مثلا در مورد عطارد N عدد صفر است . در باره زهره N عدد سه و در باره زمین عدد 6 و... این فاصله بر حسب واحد نجومی میباشد . یک واحد نجومی دقیقا فاصله زمین تا خورشید میباشد که حدود 150 میلیون کیلومتر است . بر اساس رابطه " تیتیوس بوده" میتوان مثلا فاصله عطارد را محاسبه کرد یعنی 10 / (0+4) که عدد 0.4 واحد نجومی بدست می آید .جدول زیر فواصل سیارات را از خورشید با استفاده از این رابطه و مقایسه با فاصله واقعی آن نشان میدهد :
مدتها بعد از آن دوران یعنی در عصر حاضر تلسکوپ فضایی کپلر پا به عرصه نهاد و در طول چند سال گذشته هزاران سیاره فرا خورشیدی و صدها منظومه چند سیاره ای توسط کپلر کشف شده است . تلسکوپ فضایی کپلر که اینک به شکارچی سیارات مشهور است درک ما را از علوم سیاره ای به کلی دگرگون کرد و باعث ایجاد نگرشی تازه به جهان شد . ستاره شناسان موضوعی را مورد توجه قرار دادند بر این اساس که شاید رابطه " تیتیوس بوده" که برای پیش بینی موقعیت سیارات منظومه شمسی مفید واقع شده بود ، در پیش بینی سیارات دیگر در منظومه های فرا خورشیدی هم بتواند موفق عمل کند . بر این اساس بیش از صد منظومه فرا خورشیدی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت و مشخص شد که دراکثر این منظومه ها این رابطه حتی بهتر از منظومه شمسی عمل میکند .
سال گذشته 68 منظومه فراخورشیدی که دارای 4 سیاره یا بیشتر بودند ، توسط این رابطه تحلیل شد یعنی بر اساس رابطه " تیتیوس بوده" پیش بینی میشد که تعداد بیشتری سیاره در این منظومه ها وجود دارد. بیش از 5 درصد از این پیش بینیها تا کنون قطعی شده اند.
کمربند حیات و یا کمربند سبز ناحیه ای است که فاصله مناسبی از ستاره داشته و باعث شود از دمای مناسبی برای حفظ آب به شکل مایع برخوردار شوداکثر سیارات کشف شده توسط کپلر از زمین بزرگتر هستند و یا بسیار به ستاره میزبان خود نزدیک هستند . در واقع شناسایی سیارات در کمربند حیاط برای کپلر بسیار دشوار است . اما رابطه " تیتیوس بوده" بطور غیر مستقیم میتواند در این زمینه کمک کند . به هر حال اگر ما علاقمند باشیم که تعدا د سیارات را در کمربند حیات دیگر منظومه ها بدانیم ، فعلا رابطه " تیتیوس بوده" بهترین انتخاب است . با استفاده از این رابطه مشخص شده است که بطور متوسط دو ستاره در هر منظومه در کمربند سبز واقع شده اند
در کهکشان ما حدود 300 میلیارد ستاره وجود دارد . رابطه " تیتیوس بوده" به ما میگوید که باید بین 300-600 میلیارد سیاره فقط در کمربند حیات وجود داشته باشد . جهان قابل مشاهده بیش از 100 میلیارد کهکشان دارد . اگر آمار فوق را به کل جهان گسترش دهیم باید چیزی حدود 10 به توان 22 ستاره درجهان قابل مشاهده وجود داشته باشد . یعنی دو برابر این عدد سیاره در کمربند حیات باید وجود داشته باشد . البته تمام این سیارات سنگی و دارای آب نخواهند بود اما شاید 30 درصد آنها شرایط مناسبی داشته باشند .