Նախընտրելի
ԱՄՆ-ի NASA-ի գիտնականները մշակել են մոլորակ-ճամփորդների (rogue planets) որոնման հավակնոտ ծրագիր՝ առեղծվածային աշխարհներ, որոնք ազատորեն շրջում են Ծիր Կաթինում՝ առանց աստղերին կապված լինելու: Հիմնական գործիքը կլինի «Նենսի Ռոման» տիեզերական աստղադիտակը, որի մեկնարկը նախատեսված է 2026 թվականի հոկտեմբերին, իսկ գիտական ծրագիրը կսկսվի 2027 թվականի մայիսին: ArXiv պորտալում հրապարակված հետազոտությունը խոստանում է հեղափոխություն այս միայնակ օբյեկտների ուսումնասիրության մեջ, որոնց թիվը մեր գալակտիկայում կարող է հասնել տրիլիոնների: Պատմում ենք, թե ինչպես է «Նենսի Ռոման»-ը փոխելու մոլորակ-ճամփորդների մասին մեր պատկերացումները և ինչու են այս աշխարհներն այդքան կարևոր:
Ի՞նչ են մոլորակ-ճամփորդները
Մոլորակ-ճամփորդները կամ ազատ լողացող մոլորակները (free-floating planets, FFP) մոլորակային զանգված ունեցող օբյեկտներ են, որոնք գրավիտացիոն կապ չունեն որևէ աստղի հետ: Նրանք կարող են.
- Ձևավորվել երիտասարդ աստղային համակարգերի պրոտոմոլորակային սկավառակներում, բայց դուրս նետվել այլ մոլորակների կամ աստղերի հետ գրավիտացիոն փոխազդեցությունների հետևանքով:
- Ինքնուրույն առաջանալ, նման աստղերին, գազափոշային ամպերի կոլապսից, բայց առանց բավարար զանգվածի՝ ջերմամիջուկային ռեակցիաներ սկսելու համար (նման օբյեկտները կոչվում են ենթաշագանակագույն թզուկներ):
Գնահատականներով՝ Ծիր Կաթինում նման աշխարհների թիվը կարող է լինել միլիարդներից մինչև տրիլիոններ՝ հնարավոր է՝ 20 անգամ ավելի շատ, քան աստղերը (100–400 միլիարդ): Դրանք տատանվում են փոքրերից, որոնք զանգվածով պակաս են Երկրից (0.1 M⊕), մինչև գազային հսկաներ (>100 M⊕), նման Յուպիտերին: Փոքր մոլորակները վկայում են համակարգերից «մեղմ» դուրս նետումների մասին, մինչդեռ զանգվածեղները խոսում են կատաստրոֆիկ իրադարձությունների մասին, օրինակ՝ աստղերի բախումներ կլաստերներում:
«Այս աշխարհները նման են տիեզերական թափառականների՝ զրկված աստղային տնից: Նրանց ուսումնասիրությունը կպատմի, թե ինչպես են ձևավորվում մոլորակային համակարգերը», - ասում է Սամսոն Ջոնսոնը, Օհայոյի պետական համալսարանի ասպիրանտ:
Ինչու՞ է դժվար գտնել դրանք
Մոլորակ-ճամփորդները լույս չեն արձակում և չեն արտացոլում աստղային ճառագայթներ, ինչը նրանց գրեթե անտեսանելի է դարձնում ավանդական աստղադիտակների համար: Նրանց հայտնաբերելու միակ արդյունավետ մեթոդը գրավիտացիոն միկրոլինզավորումն է՝ հիմնված Էյնշտեյնի տեսության վրա.
- Երբ մոլորակն անցնում է ֆոնային աստղի առջև, նրա զանգվածը կորացնում է տարածաժամանակը՝ կարճ ժամանակով ուժեղացնելով աստղի լույսը (ժամերից մինչև օրեր):
- Նման իրադարձությունները հազվադեպ են, եզակի (չեն կրկնվում) և պահանջում են միլիոնավոր աստղերի դիտարկում:
Ցամաքային նախագծերը, ինչպիսիք են OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) և MOA (Microlensing Observations in Astrophysics), հայտնաբերել են ընդամենը մոտ տասնյակ մոլորակ-ճամփորդներ, ներառյալ OGLE-2016-BLG-1928՝ Մարսի չափ օբյեկտ, որը հայտնաբերվել է 2020 թվականին: Միկրոլինզավորման կարճ իրադարձությունները (41.5 րոպե OGLE-2016-BLG-1928-ի համար) դժվար է գրանցել մթնոլորտային խանգարումների պատճառով:
«Նենսի Ռոման» աստղադիտակի դերը
«Նենսի Ռոման» տիեզերական աստղադիտակը, որն անվանվել է Նենսի Գրեյս Ռոմանի՝ «Հաբբլի մոր» պատվին, հագեցած է 2.4 մետրանոց հայելով և երկու գործիքով.
- Շողոքորթ գործիք (WFI): 300.8 մեգապիքսելանոց տեսախցիկ՝ 0.28 քառակուսի աստիճան տեսադաշտով (100 անգամ ավելի մեծ, քան «Հաբբլինը»), աշխատում է տեսանելի և մերձինֆրակարմիր տիրույթում (0.48–2.3 մկմ):
- Կորոնագրաֆ (CGI): նախատեսված է էկզոմոլորակների ուղղակի նկարահանման համար, բայց պակաս կարևոր է ճամփորդների որոնման համար:
Աստղադիտակը կտեղակայվի Լագրանժի L2 կետում (Երկրից 1.5 մլն կմ հեռավորության վրա) և կիրականացնի Ծիր Կաթինի կենտրոնական տարածաշրջանի (գալակտիկական բալջ) դիտարկում, որտեղ աստղերի խտությունն առավելագույն է: Նրա առավելությունները.
- Մաքրություն տիեզերքից: Մթնոլորտային խեղաթյուրումների բացակայություն, ի տարբերություն ցամաքային աստղադիտակների:
- Լայն դիտակետ: Միաժամանակ միլիոնավոր աստղերի դիտարկում:
- Անընդհատություն: Մեկ երկնային տարածքի ամիսներով անընդհատ սկանավորում:
Ակնկալվում է, որ «Նենսի Ռոման»-ը կհայտնաբերի 250–400 մոլորակ-ճամփորդ՝ Մարսի (0.1 M⊕) մինչև Յուպիտերի զանգվածներով, ներառյալ ~60 Երկրի զանգվածի օբյեկտ: Սա 10 անգամ ավելի ճշգրիտ է, քան ներկայիս գնահատականները, որոնք տատանվում են տասնյակ միլիարդներից մինչև տրիլիոններ:
Ինչպե՞ս է այն աշխատում
Աստղադիտակը կորոնում է միկրոլինզավորում Galactic Bulge Time Domain Survey-ի շրջանակներում.
- Իրադարձություններ: Աստղերի պայծառության բռնկումներ, որոնք տևում են մի քանի ժամից (փոքր մոլորակների համար) մինչև տասնյակ օրեր (գազային հսկաների համար):
- Չափումներ: Իրադարձության տևողությունը և պայծառության կորի ձևը թույլ են տալիս գնահատել օբյեկտի զանգվածը: Ցամաքային աստղադիտակների հետ համատեղ դիտարկումները, ինչպիսին է PRIME-ը (1.8 մետրանոց աստղադիտակ Հարավային Աֆրիկայում), կօգնեն ճշգրիտ որոշել հեռավորությունը և զանգվածը՝ պարալաքսի էֆեկտի շնորհիվ:
- ԱՀ: NASA-ի մշակած RAMjET ծրագիրը կֆիլտրի տվյալները իրական ժամանակում՝ առանձնացնելով միայն կարևոր իրադարձությունները միլիոնավոր աստղերից:
CLEoPATRA առաքելությունը, որը կմեկնարկի «Նենսի Ռոման»-ի հետ միաժամանակ, կբարձրացնի զանգվածների չափումների ճշգրտությունը՝ հնարավոր է առաջին անգամ բարձր ճշգրտությամբ որոշելով մոլորակ-ճամփորդի զանգվածը:
Ինչու՞ ուսումնասիրել մոլորակ-ճամփորդներին
Այս աշխարհները բանալի են մոլորակային համակարգերի ձևավորման հասկանալու համար.
- Դուրս նետման մեխանիզմներ: Փոքր զանգվածի ճամփորդների հաճախականությունը ցույց կտա, թե որքան տարածված են «մեղմ» գրավիտացիոն փոխազդեցությունները երիտասարդ համակարգերում:
- Կատաստրոֆաներ: Զանգվածեղ ճամփորդները վկայում են աստղերի միաձուլումների կամ համակարգերի դինամիկ ոչնչացման մասին:
- Տիեզերական դեմոգրաֆիա: «Նենսի Ռոման»-ի տվյալները կճշգրտեն ազատ լողացող մոլորակների զանգվածի ֆունկցիան՝ բացահայտելով, թե որ զանգվածներն են գերակշռում և ինչպես են դրանք բաշխված գալակտիկայում:
- Կյանք՞: Որոշ գիտնականներ, օրինակ՝ Իրինա Ռոմանովսկայան, ենթադրում են, որ խոշոր ճամփորդների արբանյակները կարող են պահպանել հեղուկ ջուր՝ ներքին ջեռուցման շնորհիվ, ինչպես Յուպիտերի Եվրոպան:
Բացի այդ, աստղադիտակը կստուգի միկրոլինզավորման աղբյուրներում առաջնային սև խոռոչների մասին վարկածը, ինչը կարող է բացատրել մութ նյութի մի մասը:
Ի՞նչ է հաջորդելու
2026 թվականի մեկնարկից հետո «Նենսի Ռոման»-ը կսկսի 5-ամյա առաքելություն, որը.
- Կհայտնաբերի հարյուրավոր մոլորակ-ճամփորդներ՝ ճշգրտելով նրանց թիվը և զանգվածները:
- Կհամեմատի տվյալները «Ջեյմս Ուեբբ» աստղադիտակի դիտարկումների հետ, որը արդեն հայտնաբերել է ճամփորդներ Օրիոնի միգամածությունում:
- Կստուգի, թե արդյոք կան աստղ-ուղեկիցներ մեծ հեռավորությունների վրա (>8 աստղագիտական միավոր), որպեսզի բացառվեն «կեղծ» ճամփորդները:
Առաքելության արդյունքները կվերաշարադրեն մոլորակագիտության դասագրքերը՝ ցույց տալով, թե որքան եզակի է մեր Արեգակնային համակարգը: Ինչպես նշում է Նաոկի Կոշիմոտոն Օսակայի համալսարանից. «Ռոմանը թույլ կտա ուսումնասիրել այս աշխարհները ավելի մանրամասն, քան երբևէ»:
Եզրակացություն
«Նենսի Ռոման» աստղադիտակը կբացի մոլորակ-ճամփորդների ուսումնասիրության նոր դարաշրջան՝ հայտնաբերելով հարյուրավոր միայնակ աշխարհներ Ծիր Կաթինում: Օգտագործելով միկրոլինզավորումը, արհեստական բանականությունը և ցամաքային դիտարկումների հետ համագործակցությունը՝ այն կբացահայտի նրանց զանգվածները, բաշխումը և ծագումը՝ պատասխանելով մոլորակների ձևավորման և, հնարավոր է, մութ նյութի մասին հարցերին: Այս մութ թափառականները տիեզերական պատմության բանալին են:
