سیاره ی فراخورشیدی
سیارهٔ فراخورشیدی یا سیارهٔ غیرخورشیدی (به انگلیسی: Exoplanet یا Extrasolar planet) سیاره‌ای است که خارج از سامانه خورشیدی قرار دارد و به دور یک ستاره (غیر از خورشید) در حال گردش‌است. نخستین شناسایی علمی وجود یک سیارهُ فراخورشیدی در سال ۱۹۸۸ انجام شد با این حال، نخستین تأیید در سال ۱۹۹۲ صورت گرفت. از آن به بعد، و تا اول مهُ ۲۰۱۷، شمار سیارگان فراخورشیدی شناسایی شده ۳٬۶۰۸ سیاره بوده که ۲۷۰۲ سیاره در ۶۱۰ سامانهُ سیاره‌ای مختلف، تأیید نیز شده.[۱] و این تعداد روز به روز در حال افزایش است.[۲][۳] مطالعهٔ سیاره‌های فراخورشیدی جزو موضوعات نوین در دانش اخترشناسی‌است و شامل دو شاخهٔ کلی کشف و شخصیت پردازی این‌گونه سیاره می‌شود. نخستین سیارهُ فراخورشیدی در اوایل دههٔ ۹۰ میلادی کشف شد و از سال ۲۰۰۲ علاوه بر کشف، بررسی شخصیت پردازی این سیاره‌ها نیز آغاز شد. رصدهای زمینی و فضایی سیارات فراخورشیدی به دو دلیل عمده کار چندان آسانی نیست. نخست اینکه سیارات به‌طور کلی نسبت به ستارگان اندازه‌های بسیار کوچکی دارند و سیارات فراخورشیدی در فاصله‌های بسیار دوری از زمین واقع اند. دیگر اینکه سیارات با ستارهٔ میزبانشان اختلاف درخشندگی فوق‌العاده زیادی دارند. وابسته به‌نوع ستاره و اندازه و دمای سیاره، ستاره می‌تواند از حدود ۱۰۰۰ تا یک میلیون برابر پرفروغ‌تر از سیاره‌های پیرامون خود باشد؛ بنابراین تفکیک نور بازتاب شده از سیاره از نور ستاره بسیار مشکل‌است. به عنوان یک تشبیه، رصد یک سیارهٔ غول‌پیکر مانند مشتری در مدار نزدیکترین ستاره‌ها به خورشید، مانند این‌است که در تهران بایستیم و بخواهیم سر یک مورچه، که در جزیره کیش در حال راه رفتن در کنار یک نورافکن به شدت پرنور را مشاهده کنیم! با وجود تمام این سختی‌ها، اخترشناسان توانسته‌اند روش‌ها و ابزارهایی برای آشکارسازی و مطالعهٔ خصوصیات سیارات فراخورشیدی ابداع کنند. تاکنون حدود شش روش آشکارسازی یافت شده که به‌استثنای یکی، در بقیه سیاره به‌روش غیر مستقیم بررسی می‌شود.
روش‌های آشکارسازی
۶ روش کلی برای کشف سیارات فراخورشیدی وجود دارد:
- روش تصویربرداری مستقیم
- روش سرعت شعاعی
- روش گذر
- روش اخترسنجی
- روش ریز لنز گرانشی
- روش زمان‌سنجی تپ اختری
روش تصویر برداری مستقیم: روش تصویربرداری مستقیم، تنها روش است که در آن سیاره به‌طور مستقیم رصد می‌شود. این روش برای سیارات جوان و داغی مناسب‌است که به‌اندازهٔ کافی از ستارهٔ میزبان خود دور هستند. تعداد سیاراتی که با این متد کشف شده‌اند زیاد نیست. در حال حاضر با پیشرفت روش‌ها کرونوگرافی استفاده از این روش در حال افزایش‌است.
در باقی روش‌ها سیارهٔ فراخورشیدی به‌طور مستقیم دیده نمی‌شود و تنها می‌توان با رصد ستارهٔ میزبان و مشاهدهٔ تأثیرات گرانشی یا تغییرات نوری‌ای که سیاره بر روی آن می‌گذارد، به‌طور غیرمستقیم، به‌وجود سیاره پی برد.
روش سرعت شعاعی: تاکنون سرعت شعاعی موفق‌ترین روش در کشف سیاره‌های فراخورشیدی بوده‌است. حدود نیمی از آنها بااین روش کشف شده‌اند. در یک سیستم ستاره‌ای، این تنها سیاره نیست که در حال حرکت در مدارش است، بلکه ستاره و سیاره، هر دو به دور مرکز جرم مشترکشان در حال گردش هستند. چون مرکز جرم این سیستم به مرکز ستاره بسیار نزدیک‌است، مدار ستاره بسیار کوچک است که موجب حرکت نوسانی ریزی در ستاره می‌شود. این حرکت نوسانی باعث ایجاد پدیدهٔ داپلر می‌شود و با اندازه‌گیری انتقال به سرخ در طیف ستاره قابل اندازه‌گیری‌است. این روش برای سیارات سنگین و بزرگی مناسب‌است که به ستارهٔ میزبان خود بسیار نزدیک هستند.
روش گذر: اساس این روش مانند مطالعهٔ ستاره‌های دوتایی گرفتی است. در برخی موارد، هنگامی که زاویهٔ اینکلینشن مدار نزدیک به ۹۰ درجه است. پدیدهٔ گذر روی می‌دهد که درآن سیاره از دید ما از روی دیسک ستارهٔ میزبان عبور می‌کند. در نتیجه این گذر مقداری از نور ستاره مسدود می‌شود و روشنایی ظاهری ستاره تغییر می‌کند. اگر در اندازه‌گیری‌های فتومتری، تغییر نوری در ستاره ایجاد شود، می‌تواند مدرکی از وجود یک سیاره در اطراف آن باشد. هرچند برای تأیید قطعی کشف سیاره، به رصدهای پشتیبان نیازاست. روش گذر دومین روش موفق در کشف سیارات فراخورشیدی و نیز نخستین متد موفق در شخصیت‌پردازی سیارات‌است.
اندازه و دیگر کمیت‌ها
بسیاری از آنها بزرگ‌تر از سیارهٔ مشتری هستند. در سال‌های اخیر با بهبود فناوری رصدی، ۱۳ سیارهٔ فراخورشیدی هم‌اندازه با کرهٔ زمین نیز کشف شده‌است.[۲]
در میان سیاره‌های فراخورشیدی نمونه‌های شگرفی دیده می‌شوند، برای نمونه سیاره‌ای مشابه به سیاره کوروت- ۷بی (COROT-7b) در ۲۶۰ سال نوری از زمین وجود دارد که سرعت گردش آن به دور ستارهٔ مادر چنان بالاست که هر سال در این سیاره تنها سه روز به درازا می‌کشد.[۴]
دانشمندان بر این باورند که سیاره‌های بیشماری بوده یا هستند که توسط ستارهٔ خود فرو بلعیده شده یا از مدار و منظومه خود به بیرون پرت شده و در فضای خالی سرگردان گشته‌اند.[۴]
در ۲ ژانویه ۲۰۱۳ پژوهشگران و ستاره‌شناسان مؤسسه فناوری کالیفرنیا اعلام کردند که در کهکشان راه شیری به ازای هر ستاره دست کم یک سیاره موجود است. این مؤسسه تعداد سیاره‌های فراخورشیدی را ۱۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد عدد، برآورد کرده‌است. پژوهش بر روی سیاره‌های ستارهٔ کپلر ۳۲ نشان می‌دهد که سامانه‌های سیاره‌ای ممکن است الگو و قاعده‌ای برای ستاره‌های کهکشان راه شیری به‌شمار بروند.[۵]
در سال ۲۰۱۳ ستاره‌شناسان مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین در گزارش خود اعلام کردند دست کم ۱۷ میلیارد سیاره فراخورشیدی زمین‌سان در کهکشان راه شیری مستقر می‌باشد.[۶]
ستاره‌شناسان مأموریت کپلر می‌گویند سیاره‌ای فراخورشیدی همانند زمین موجود است که در قابل سکونت ستارهٔ خود قراردارد. دانشمندان می‌گویند این سیاره که به اسم کپلر ۶۹سی نامیده شده همانند سیاره‌های سامانه خورشیدی در مداری ویژه پیرامون ستاره‌ای می‌چرخد. این سیارهٔ فراخورشیدی احتمالاً نخستین سیاره‌ای‌است که در آن زندگی خارج از زمین وجود دارد.[۷]
اولین کشف‌ها
در سال ۱۹۹۲ یک ستاره‌شناس لهستانی به نام الکساندر وُلستکان، نخستین سیارهٔ فراخورشیدی را در پیرامون تپ اختر PSR 1257+12 کشف کرد. این کشف سریعاً مورد تأیید قرار گرفت و به عنوان نخستین کشف سیارهٔ فراخورشیدی تأیید شده، شناخته شد. سیارهٔ بعدی در ۶ اکتبر ۱۹۹۵ توسط تیمی به سرپرستی میشل مایور از دانشگاه ژنو، به دور ستارهٔ رشته اصلی، ۵۱ پگاسوس صورت گرفت.
