گروهی از محققان دانشگاه پن استیت و تگزاس یک طیف‌سنج نجومی طراحی کردند که دقیق‌ترین اندازه‌گیری را از داده‌های سیگنال‌های مادون قرمز ستاره‌ها انجام می‌دهد. این طیف‌سنج دقیق‌ترین ابزاری است که تا به امروز برای اینکار طراحی شده است. ضمنا امکان شناسایی سیاراتی که شانس وجود آب مایع در آنها بالاست و دور ستاره های سرد خارج از منظومه شمسی می‌چرخند را به ستاره‌شناسان می‌دهد.
این طیف‌سنج که Habitable Zone Planet Finder نامگذاری شده، امکان اندازه‌گیری دقیق سرعت شعاعی یک ستاره را فراهم می‌کند. محققان برای اندازه‌گیری سرعت شعاعی تغییرات ظریف در رنگ طیف ستاره در حین رد شدن سیارات مداری از مقابلش را اندازه می‌گیرند. این داده برای کشف و تایید سیارات جدید ضروری است.
طیف‌سنج HPF که در دانشگاه تگزاس قرار دارد، سیارات کم‌جرم نزدیک ستاره های سرد سیاره کوتوله M در محدوده سکونت پذیر را هدف قرار داده است. محققان انتظار دارد روی سطح سیارات این محدوده آب مایع وجود داشته باشد. مشاهدات قبلی ثابت کرده ستاره‌های سیاره کوتوله M میزبان سیارات سنگی است اما اندازه آنها باعث کم‌نور شدن این ستاره‌ها و نمایان شدن فعالیت مغناطیسی آنها به شکل نقاط و شعله‌های درخشان می‌شود. همین نقاط و شعله‌ها برای ابزارهای اندازه‌گیری نور موجود مشکل ایجاد می‌کنند.
طیف‌سنج نجومی HPF برای رفع این مشکل از نور نزدیک به مادون قرمز استفاده می‌کند؛ یک نوع نور مادون قرمز نامرئی که طول موجی نزدیک به طیف مرئی دارد. به این ترتیب طیف‌سنج می‌تواند ستاره های سرد را در طول موجی رصد کند که درخشان‌تر هستند و فعالیت کمتری دارند.
طیف‌سنج HPF طوری طراحی شده که نهایت دقت را داشته باشد اما محققان با اضافه کردن ابزاری به نام شانه فرکانس لیزری دقت طیف‌سنج را بیشتر کردند. شانه لیزری که به صورت اختصاصی توسط انستیتوی ملی استانداردها و فناوری ایالات متحده ساخته شده، طول موج‌های تکی نور را به خطوط تکی جدا می‌کند – مثل دندانه‌های شانه – و محققان از آن مثل یک خط‌کش برای کالیبره کردن انرژی ستاره های سرد استفاده می‌کنند. ترکیب این فناوری‌ها امکان اندازه‌گیری دقیق و بی‌سابقه سرعت شعاعی نزدیک به مادون قرمز ستاره برنارد – یکی از نزدیکترین ستاره‌ها به خورشید – را فراهم کرده است.
محققان قصد دارند از این ابزار برای پیدا کردن سیارات مشابه زمین در محدوده قابل سکونت نزدیکترین ستاره‌ها استفاده کنند. این سیارات نزدیک به زمین شانس مطالعه با بیشترین دقت و جزییات را به محققان می‌دهند. شانه فرکانس لیزری به کار رفته در طیف‌سنج رسیدن به حداکثر دقت برای شناسایی کوچکترین سیارات را فراهم کرده است.
شناسایی طول‌موج‌های نزدیک به مادون قرمز چالش‌های فنی بزرگی هم ایجاد می‌کند. برای مثال ابزار آنقدر به نور مادون قرمز حساس است که نور تابانده شده در دمای اتاق می‌تواند آشکارساز را کور کند؛ به همین خاطر باید در دماهای خیلی پایین از آن استفاده بشود. محققان طیف‌سنج HPF را برای غلبه بر این چالش‌ها طراحی کردند و امکان کنترل کامل روی دما و فشار را به آن افزوده‌اند.
طراحی این ابزار نجومی یک گام مهم در راستای شناسایی سیارات قابل سکونت نزدیک به ستاره های سرد و سایر ستاره‌هاست. البته هر گام رو به جلویی که در این زمینه برداشته بشود، محققان را با چالش جدیدتری روبرو خواهد کرد.
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.