كيف يكتشف العلماء والفلكيون الكواكب والعوالم البعيدة ؟!

[حكم مصارعه]

إكتشف العلماء حوالي ألفي كوكب خارج المجموعة الشمسية منذ بداية رصد أول كوكب سنة 1992، كانت سنة 2014 حافلة بعدد الكواكب المكتشفة.
في ما يلي سبعة تقنيات أساسية يستخدمها الفلكيون ليجدوا هذه العوالم البعيدة..

طريقة العبور The Transit Method

يتم مراقبة الإنخفاضات الطفيفة التي تطرأ على سطوع نجم و التي تنتج عن عبور كوكب أثناء دورانه حول النجم حاجباً بعض الضوء القادم من منه. استخدمت السفينة الفضائية التابعة لناسا Kepler هذه الطريقة بفعالية كبيرة، حيث رصدت أكثر من 2700 كوكب محتمل منذ إطلاقها في آذار مارس 2009.
يهتم الفلكيون أيضاً بمراقبة التغيرات في أوقات عبور كوكب معين أمام نجمه لأن هذه التغيرات يمكن أن تكشف عن وجود عوالم أخرى تدور حول نفس النجم.

السرعة القطرية Radial Velocity

تعتمد هذه الطريقة على التذبذبات الصغيرة التي يحدثها الكوكب لنجمه أثناء دورانه حوله، فيأثر الكوكب نتيجة جاذبيته على حركة النجم بعيداً أو باتجاه الأرض. تعرف هذه التقنية أيضاً بطريقة دوبلر Doppler لأنها تقيس التغيرات في ضوء النجم الناتجة عن سَحب الجاذبية.
إكتشفت عدة فرق من الفلكيين العديد من الكواكب خارج المجموعة الشمسية باستخدام هذه الطريقة و مراصد و آلات على الأرض هي:

HARPS spectrograph على تلسكوب مرصد La Silla في تشيلي
HIRES spectrograph على تلسكوب Hawaii’s Keck.

Gravitational Microlensing

في هذه الطريقة يراقب الفلكيون التأثير الناتج عند مرور جسم ضخم أمام نجم، من وجه نظر الأرض حيث يقوم حقل جاذبية الجسم بحرف و تكبير الضوء القادم من النجم البعيد كما تفعل العدسات بالضوء.
يؤدي ذلك إلى إنحراف أو تقوس للضوء – يظهر على شكل سطوع و خفوت في ضوء النجم البعيد – و من خلال دراسة خصائصه يتمكن الفلكيون من معرفة الكثير عن الجسم و الذي غالباً ما يكون نجماً.
إذا كان النجم يملك كواكب تدور حوله يمكن أن تشكل هذه الكواكب بتأثير جاذبيتها أيضاً أقواساً أو إنحرافات ضوئية ثانوية منبهة الباحثين لوجودها.
يستخدم العلماء هذه الطريقة عادة لإيجاد ما يسمى بالكواكب الشاردة التي تجول في الفضاء دون نجم تدور حوله.

التصوير المباشر

تستطيع التلسكوبات القوية التقاط صور للعوالم البعيدة باستخدام أجهرة تدعى coronagraphs تقوم بحجب الوهج الغامر للنجوم التي توجد فيها هذه العوالم.
استطاع هابل كشف عدة كواكب من خلال التصوير المباشر وأيضاً مرصد هاواي.

Pulsar Timing

هذه الطريقة تستخدم حصرياً لإكتشاف الكواكب حول النجوم النابضة، وهي نجوم صغيرة ذات كثافة عالية جداً وهي ما يبقى بعد إنفجار النجوم، تقوم هذه النجوم بإرسال موجات راديوية بفترات منتظمة أثناء دورانها.
يمكن أن يكشف الشذوذ في توقيت إطلاق الموجات عن وجود كواكب تدور حول النجم. أول الكواكب التي إكتشفت خارج المجموعة الشمسية تم إكتشافها بهذه الطريقة سنة 1992.

استغلال النسبية الخاصة

في هذه الطريقة الجديدة يراقب الفلكيون زيادة سطوع النجم أثناء شده نتيجة جاذبية الكوكب الذي يدور حوله، تتجمع الفوتونات نتيجة لذلك و بالتالي يتركز الضوء في إتجاه حركة النجم نتيجة لتأثيرات النسبية.
تم إكتشاف الكوكب Kepler-76b والمعروف أيضاً بكوكب أينشتاين باستخدام هذه الطريقة و من ثم تم التأكد من النتائج باستخدام طريقة السرعة القطرية.

القياسات الفلكية

تعتمد هذه الطريقة على ملاحقة حركة النجوم في السماء بدقة عالية جداً لرصد الشد الذي يحصل أثناء الحركة نتيجة جاذبية الكواكب التي تدور حول هذه النجوم وهي مشابهة في المبدأ لطريقة السرعة القطرية و لكن لا يتم فيها قياس إنزياحات دوبلر التي تطرأ على الضوء القادم من النجم.

http://www.arageek.com/2015/01/19/how-scientists-discover-planets.html