تصاویر بایگانی‌شده هابل، معمای یک سیاره سرگردان را حل کردند

ستاره‌شناسان برای نخستین بار در جستجوی سیاره‌های فراخورشیدی موفق شدند با استفاده از تصاویر بایگانی‌شده تلسکوپ فضایی هابل، رویدادی مرموز را بررسی کنند که می‌تواند نشانه‌ای از وجود یک «سیاره‌ی سرگردان» باشد — سیاره‌ای که بی‌آنکه به هیچ ستاره‌ای وابسته باشد، تنها در فضا سرگردان است.

این کشف به پدیده‌ای کوتاه‌مدت و خاص در آسمان مربوط می‌شود که با نام OGLE-2023-BLG-0524 در ماه خرداد ۱۴۰۲ توسط تلسکوپ‌های زمینی رصد شد.
این رویداد تنها هشت ساعت طول کشید و ناشی از پدیده‌ی هم‌گرایی گرانشی (microlensing) بود — اثری که آلبرت اینشتین پیش‌بینی کرده بود؛ زمانی که یک جرم پرجرم در فضا مانند یک ذره‌بین عمل کرده و نور جسمی دورتر را برای لحظه‌ای پرنورتر می‌کند.

تصویر تصادفی، کشفی تاریخی

آنچه این ماجرا را استثنایی می‌کند این است که ستاره‌شناسان دریافتند همان بخش از آسمان در سال 1376 نیز به‌طور تصادفی توسط هابل تصویربرداری شده بود؛ آن هم در جریان مشاهده‌ی رویدادی دیگر از نوع هم‌گرایی گرانشی.
این اتفاق، یک بازه‌ی زمانی ۲۵ ساله میان تصویر اولیه و رصد سال ۱۴۰۲ ایجاد کرد — بسیار طولانی‌تر از همه‌ی مطالعات پیشین از این نوع.

کوتاهیِ مدت‌زمان رویداد ۱۴۰۲ نشان می‌دهد که عامل آن، احتمالاً یک سیاره‌ی آزاد و سرگردان بوده است. این سیارات از منظومه‌ی مادری خود بیرون رانده شده‌اند و اکنون بدون وابستگی به هیچ ستاره‌ای در فضا پرسه می‌زنند.
آن‌ها ممکن است در اثر تعاملات گرانشی با سیارات دیگر، یا در خوشه‌های ستاره‌ای شلوغ، و یا به‌دنبال مرگ ستاره‌ی میزبان‌شان به بیرون پرتاب شده باشند.

رازگشایی با کمک بایگانی هابل

شناسایی این سیارات بسیار دشوار است؛ زیرا نوری از خود ساطع نمی‌کنند. یکی از معدود روش‌های یافتن آن‌ها، همین پدیده‌ی هم‌گرایی گرانشی است.
اما تشخیص تفاوت میان یک سیاره‌ی واقعاً سرگردان با سیاره‌ای که فقط در مدار بسیار دورتری از ستاره‌اش قرار دارد، نیاز به شواهد بیشتر دارد — و این‌جاست که تصاویر قدیمی هابل نقش کلیدی پیدا می‌کنند.

تیمی به رهبری ماتیوش کاپوستا از دانشگاه ورشو، با استفاده از تصاویر سال ۱۳۷۶، به دنبال ستاره‌ای احتمالی به عنوان میزبان سیاره گشتند.
اگر جرم همگراکننده در واقع سیاره‌ای در مدار دور یک ستاره بود، آن ستاره می‌بایست در داده‌های با وضوح بالای هابل دیده می‌شد — حتی اگر این تصاویر مربوط به ۲۵ سال پیش بودند.

تحلیل آن‌ها هیچ نشانه‌ای از وجود ستاره‌ی همراه پیدا نکرد؛ که این یافته احتمال سرگردان بودن این سیاره را تقویت می‌کند.
برآورد آن‌ها از جرم این سیاره‌ی آواره، بین جرم زمین تا زحل است — بسته به اینکه در بخش صفحه‌ی کهکشان قرار دارد یا در برآمدگی مرکزی کهکشان راه شیری.

ارزش گنجینه‌های بایگانی

این مطالعه نشان می‌دهد که داده‌های بایگانی‌شده‌ی تلسکوپ‌ها چقدر ارزشمندند.
تصاویر هابل در سال ۱۳۷۶ در اصل برای بررسی رویدادی کاملاً متفاوت گرفته شده بودند — و تنها به‌طور تصادفی همان ناحیه‌ای را ثبت کرده‌اند که رویداد سال ۱۴۰۲ در آن رخ داد.
این همپوشانی غیرمنتظره، ابزار مشاهده‌ای در اختیار اخترشناسان قرار داد که در حالت عادی امکان برنامه‌ریزی برای آن وجود نداشت.

با این حال، این پژوهش همچنین نشان داد که حتی توانمندی‌های چشمگیر هابل هم محدودیت دارد.
تصاویر سال ۱۳۷۶ با وجود وضوح بالا، نوردهی نسبتاً کوتاهی داشتند. در نتیجه، تیم تنها توانست وجود ستارگانی با قدر روشنایی بیش از ۲۱٫۷ را رد کند — اما ستارگان کم‌نورتر مانند کوتوله‌های سرخ ممکن است هنوز در داده‌ها پنهان مانده باشند.

آینده‌ای روشن با نسل جدید تلسکوپ‌ها

این یافته‌ها نویدبخش مطالعات قوی‌تری در آینده‌اند.
تلسکوپ‌های نسل جدید همچون جیمز وب با حساسیت بسیار بالا و قابلیت‌های فروسرخ، می‌توانند ستارگان بسیار کم‌نورتر را نیز شناسایی کرده و پاسخ‌های دقیق‌تری درباره این رویدادها ارائه دهند.

همچنین، تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومَن که قرار است در سال ۱۴۰۶ پرتاب شود، یک بررسی گسترده از رویدادهای هم‌گرایی گرانشی انجام خواهد داد و انتظار می‌رود هزاران سیاره‌ی سرگردان جدید را کشف کند.
در هماهنگی با تصاویر بایگانی‌شده از دیگر تلسکوپ‌ها، این مأموریت‌ها شاید بالاخره بتوانند جمعیت واقعی سیارات آواره‌ی کهکشان ما را آشکار سازند.