این دنیاهای «شناور آزاد» به دور هیچ ستاره‌ای نمی‌چرخند و آزادانه در فضا پرسه می‌زنند. تشخیص آن‌ها با فناوری‌های کنونی بسیار دشوار است، اما تلسکوپ فضایی «نانسی گریس رومن» که به‌زودی پرتاب خواهد شد، ابزاری ایده‌آل برای شناسایی آن‌هاست و می‌تواند بینشی تازه درباره تاریخچه و ویژگی‌های مشترکشان با سیارات منظومه شمسی ارائه دهد.
در مقاله‌ای تازه، پژوهشگران به سیارات سرگردان میان‌ستاره‌ای پرداخته‌اند و بررسی کرده‌اند که تلسکوپ رومن چگونه می‌تواند دانش ما درباره چگونگی پیدایش، محل حضور و نوع این سیارات را گسترش دهد. در این مطالعه، مفهوم «تابع جرم سیارات آزاد» بررسی شده است؛ مفهومی که همانند تابع جرم سیارات در منظومه‌ها، توزیع جرم سیارات سرگردان را در کهکشان توصیف می‌کند و به درک منشأ آن‌ها کمک می‌کند.
نویسندگان مقاله بر این باورند که تلسکوپ رومن می‌تواند اندازه‌گیری‌های مربوط به تعداد این سیارات کوچک‌تر از زمین را به‌طور چشمگیری بهبود دهد. همچنین می‌تواند در شناسایی سیارات سرگردان پرجرم‌تر و توزیع آن‌ها در فضا نیز مفید باشد. در نهایت، داده‌های آن به درک بهتر روندهایی کمک خواهد کرد که باعث شکل‌گیری این سیارات و سپس پرتاب‌شدنشان از محل تولدشان به فضای آزاد می‌شود.
اعتبار: ناسا / JPL-Caltech / R. Hurt (Caltech-IPAC)
سیارات سرگردان چه هستند؟
وقتی از سیارات سرگردان صحبت می‌کنیم، شاید ذهنمان به دنیاهایی مانند «هات»، «آلدران» یا «اندور» در دنیای جنگ ستارگان برود. اما آن‌ها برخلاف سیارات سرگردان واقعی، به دور ستاره‌ای می‌گردند. در یک منظومهٔ در حال شکل‌گیری، اجزای سیاره‌ای ابتدایی (پروتوپلنت‌ها) در حرکت دائمی هستند و تحت تأثیر گرانش اجزای دیگر قرار می‌گیرند. در نهایت، این اجزا به هم می‌پیوندند و سیارات را تشکیل می‌دهند. اما در این روند پرفراز و نشیب، برخی از این سیارات نوظهور ممکن است از منظومه‌شان بیرون انداخته شوند و برای همیشه در فضای بین‌ستاره‌ای سرگردان بمانند.
برآورد اخترشناسان نشان می‌دهد که کهکشان راه شیری ممکن است میلیون‌ها یا حتی میلیاردها سیاره سرگردان داشته باشد. اگر این برآورد درست باشد، شمار این سیارات می‌تواند از تعداد سیارات وابسته به ستاره‌ها بیشتر باشد. چون این سیارات به دور ستاره‌ای نمی‌گردند، گرمایی هم دریافت نمی‌کنند و احتمالاً بیشترشان یخ‌زده، سرد، خالی و غیرقابل‌سکونت‌اند.
از آن‌جا که سیارات سرگردان نوری از خود ندارند و در تاریکی حرکت می‌کنند، رصد آن‌ها بسیار دشوار است. یکی از روش‌های مؤثر برای یافتن آن‌ها، ریزهمگرایی گرانشی است. این پدیده زمانی رخ می‌دهد که یک سیاره از دید ما درست از جلوی یک ستاره عبور کند و گرانش آن، نور ستارهٔ پس‌زمینه را خم کرده و تغییری کوچک در روشنایی آن ایجاد کند.
تلسکوپ رومن چگونه به شناسایی سیارات سرگردان کمک می‌کند؟
تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومن، نسبت به ابزارهایی مانند تلسکوپ جیمز وب، توانایی بیشتری در کشف سیارات سرگردان خواهد داشت. این تلسکوپ قرار است پروژه‌ای به نام نقشه‌برداری زمانی از برآمدگی کهکشانی را اجرا کند که می‌تواند صدها تا هزاران سیارهٔ سرگردان را شناسایی کند. این حجم از داده‌ها به اخترشناسان اجازه خواهد داد تا جرم و پراکندگی آن‌ها در سراسر کهکشان را بررسی کنند و درک بهتری از چگونگی تولد این سیارات به‌دست آورند. داده‌های رومن درواقع به ما یک تصویر جمعیتی از این دنیاهای آواره ارائه می‌دهد.
با تشکر از ESO / NASA / JPL-CalTech / M. Kornmesser / R. Hurt.
در میان تمام این سیارات، پیدا کردن آن‌هایی که جرم پایینی دارند (کوچک‌تر از زمین هستند) بسیار دشوارتر است. این سیارات نیز احتمالاً مانند دیگر سیارات در قرص‌های پیش‌سیاره‌ای شکل می‌گیرند، اما آن‌قدر سبک‌اند که با یک برخورد یا نیروی گرانشی نسبتاً کوچک، می‌توانند از منظومه‌شان بیرون رانده شوند. در حالی که سیارات بزرگ‌تر و سنگین‌تر نیازمند نیرویی بسیار بیشتر برای پرتاب‌شدن به فضای آزاد هستند. وجود چنین «خواهر و برادرهای بزرگ‌تری» در میان سیارات سرگردان، اطلاعات جالبی درباره مکانیزم‌های پنهان این پدیده ارائه می‌دهد.
تلسکوپ رومن برای کشف سیارات فراخورشیدی از روش گذر (transit) نیز استفاده می‌کند. در این روش، وقتی یک جرم از جلوی یک ستاره عبور می‌کند، مقدار کمی از نور ستاره کاهش می‌یابد. میزان و مدت این کاهش نور اطلاعاتی درباره اندازه و ماهیت آن جرم به ما می‌دهد. روش گذر و ریزهمگرایی گرانشی در کنار هم می‌توانند در شناسایی دقیق‌تر این سیارات کمک بزرگی باشند.
تلسکوپ رومن تقریباً کامل شده، اما هنوز تا پرتاب آن چند سالی باقی مانده است. با این حال، اخترشناسان پیش‌بینی می‌کنند که این تلسکوپ با رصد سیارات سرگردان و دیگر اجرام نامرئی مانند سیاه‌چاله‌های ابتدایی، نگاه ما به ساکنان پنهان کهکشان را دگرگون خواهد کرد.
