مع تصاعد السباق للعثور على كواكب تشبه الأرض حول النجوم الأخرى ، تعد أجهزة الليزر خيارًا قابلاً للتطبيق.
أنه وفقًا للباحثين في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج ، ماساتشوستس ، الذين ابتكروا "مشطًا فلكيًا" ، وهو نوع من أدوات المعايرة القائمة على الأطوال الموجية للضوء ، لالتقاط اختلافات دقيقة في حركة النجم بسبب المدار الكواكب.
في معظم الحالات ، لا يمكن رؤية الكواكب خارج المجموعة الشمسية مباشرة - وهج النجم القريب كبير جدًا - ولكن يمكن تمييز تأثيرها من خلال التحليل الطيفي ، الذي يحلل طيف الطاقة للضوء القادم من النجم. لا يكشف التحليل الطيفي فقط عن هوية الذرات في النجم (كل عنصر ينبعث منه الضوء عند تردد مميز معين) ، بل يمكنه أيضًا أن يخبر الباحثين عن مدى سرعة تحرك النجم بعيدًا أو باتجاه الأرض ، وذلك بفضل تأثير دوبلر ، والذي يحدث كلما مصدر الأمواج هو نفسه في الحركة. من خلال تسجيل التغيير في تردد الموجات القادمة من الجسم أو ارتداده ، يمكن للعلماء استنتاج سرعة الجسم.
على الرغم من أن الكوكب قد يكون وزنه أقل بملايين المرات من النجم ، إلا أن النجم سوف يهتز بكمية صغيرة بسبب تفاعل الجاذبية بين النجم والكوكب. تتسبب حركة الرجيج هذه في تحرك النجم باتجاه الأرض أو بعيدًا عنها قليلاً بطريقة تعتمد على كتلة الكوكب وقربه من النجم. كلما كان التحليل الطيفي المستخدم في هذه العملية أفضل ، كان من الأفضل تحديد الكوكب في المقام الأول وسيكون تحديد خصائص الكواكب أفضل.
يمكن لتقنيات التحليل الطيفي القياسية حاليًا تحديد حركات النجوم في غضون بضعة أمتار في الثانية. في الاختبارات ، أصبح باحثو هارفارد قادرين الآن على حساب تحولات سرعة النجوم التي تقل عن متر واحد (3.28 قدم) في الثانية ، مما يسمح لهم بتحديد موقع الكوكب بدقة أكبر.
يقول ديفيد فيليبس ، الباحث في مؤسسة سميثسونيان ، إنه يتوقع هو وزملاؤه تحقيق دقة أعلى للسرعة ، والتي عند تطبيقها على أنشطة التلسكوبات الكبيرة قيد الإنشاء حاليًا ، ستفتح إمكانيات جديدة في علم الفلك والفيزياء الفلكية ، بما في ذلك الكشف الأبسط عن المزيد من الكواكب الشبيهة بالأرض .
مع هذا النهج الجديد ، حقق علماء الفلك في جامعة هارفارد تحسنًا كبيرًا باستخدام مشط التردد كأساس للمشط الفلكي. يتم استخدام نظام ليزر خاص لإصدار الضوء ليس بطاقة واحدة ولكن سلسلة من الطاقات (أو الترددات) ، موزعة بالتساوي عبر مجموعة واسعة من القيم. ستبدو قطعة من مكونات الطاقة المحصورة ضيقة مثل أسنان المشط ، وبالتالي مشط تردد الاسم. تُعرف طاقة نبضات الليزر التي تشبه المشط جيدًا بحيث يمكن استخدامها لمعايرة طاقة الضوء القادمة من النجم البعيد. في الواقع ، يشجع نهج مشط التردد عملية التحليل الطيفي. يجب أن يتيح المشط الفلكي الناتج توسيعًا أكبر للكشف عن الكواكب خارج المجموعة الشمسية.
تم تجربة طريقة astro-comb على تلسكوب متوسط الحجم في أريزونا وسيتم تثبيتها قريبًا على تليسكوب William Herschel الأكبر بكثير ، والذي يوجد على قمة جبل في جزر الكناري.
تم نشر النتائج الأولية للتقنية الجديدة في عدد 3 أبريل 2008 طبيعة. ستقدم مجموعة هارفارد أحدث النتائج في مؤتمر عام 2009 حول الليزر والبصريات الكهربائية / مؤتمر الإلكترونيات الكمومية الدولي ، من 31 مايو إلى 5 يونيو في بالتيمور.
المصدر: Eurekalert
