سیارات زمینی

هفت سیاره قابل سکونت به اندازه زمین که در اطراف ستاره‌ای کوچک می‌پلکند

امروز ستاره‌شناسان اعلام کردند که منظومه سیاره‌ای خارق‌العاده‌ای را کشف کرده‌اند. هفت سیاره‌ای به اندازه زمین که می‌تواند روی سطح سنگی آنها آب مایع وجود داشته باشد. این سیاره‌ها در نزدیکی ستاره‌ای کم نور و کوچک قرار گرفتند و در کمتر از دو هفته گردششان به دور این ستاره کامل می‌شود. با اینکه هنوز مشخص نیست که آیا می‌شود در این سیاره‌ها زندگی کرد یا نه، ستاره‌شناسان بسیار هیجان زده شده‌اند چون مدار آنها درست از مقابل ستاره مادر می‌گذرد. برای پاسخ به این سوال که آیا واقعا این منظومه نزدیک به زمین قابل سکونت یا خیر باید تا راه‌اندازی قدرتمندترین تلسکوپ فضایی منتظر بمانیم.

«اگر به دنبال یک زیست‌نشان (biosignature) هستیم ممکن است در این نوع منظومه وجود داشته باشد» این گفته ستاره شناسی به نام نیکا مادهودوسان از موسسه نجوم کمبریج است وی در این مطالعه شرکت نداشت. همچنین دیدیه کولز از ستاره‌شناسان دانشگاه کمیریج در این رابطه می‌گوید: « این منظومه‌ای که به نام تراپیست ۱ شناخته شده است موجب برخواستن سوالاتی از قبیل اینکه آیا در این منظومه حیات وجود دارد گشته است.»

توماس هنینگ مدیر موسسه پلانک در این رابطه می‌گوید: « تصور کردن یک منظومه شمسی با هفت سیاره مانند سیاره خودمان واقعا شگفت انگیز است.»

بسیاری از جستجوگران ستاره‌های فراخورشیدی روی یافتن ستاره‌هایی شبیه به خورشید تمرکز کرده‌اند تا شباهتی را با منظومه شمسی ما بیابیند. عجیب نیست چون این منظومه به عنوان پرورش دهنده زندگی شناخته شده است. اما تیم بلژیکی پشت پروژه ترانزیت (عبور سیاره‌ها و اجرام آسمانی) رویه متفاوتی به کار گرفته بود. آنها سیاره‌هایی را جستجو می‌کردند که از جلوی ستاره‌های کوتوله و کم‌نور می‌گذشتند. این نوع ستاره‌ها بیشتر در کهکشان راه شیری دیده می‌شود. این پروژه از سال ۲۰۱۰ با تلسکوپ رباتیک ۰.۶ متری در رصدخانه لاسیلا یک مرکز نجوم در کشور شیلی در آمریکای جنوبی شروع شد. آنها به سرعت توانستند ستاره‌ای که با نام ترانزیت ۱ شناخته می‌شود را کشف کنند.

برای بررسی عبور ستاره‌ای در ستاره‌ها از دستگاهی به نام دیپ رو به روی ستاره قرار به طوری که نور آن روی دیپ افتاده قرار داده شده است استفاده شد. با تماشا کردن دیپ در روشنایی، هنگامی که سیاره‌ای از جلو آن می‌گذرد مقدار کوچکی از نور را لکه دار می‌کند. مدت زمان این لکه دار شدن زمان گردش سیاره  و شدت لکه اندازه آن را تعیین می‌کند. چون ستاره‌های کوتوله کوچک و کم‌نور هستند عبور سیاره‌ها بخش بزرگی از نور را مسدود می‌کند.

تراپیست ۱ که فاصله آن تا زمین ۳۹ سال نوری است و تنها ۰.۸ درصد خورشید جرم دارد توجه این دانشمندان را جلب کرد چون اطلاعات به دست آمده از چندین دیپ مشخص می‌ساخت که بیش از یک سیاره باید دور این ستاره بچرخند. در ماه می ۲۰۱۶ این تیم در ژورنال نیچر منتشر کرد که سه سیاره به اندازه زمین را کشف کرده است که دور این ستاره می‌چرخند. به گفته هنینگ یافته‌ای که چندین «کشف شگفت‌انگیز» بود.

اما سیاره‌های بیشتری از راه رسیدند. کولز می‌گوید «جنگلی از ترانزیت‌ها وجود داشت» «نمی‌توانیم آن را حس کنیم.» این تیم از تلسکوپ اسپیتزر ناسا به همراه دیگر مشاهدات تلسکوپ‌های فضایی از جمله تلسکوپ بسیار بزرگ ای.اس.اُ در شیلی و دیگر تلسکوپ‌ها در مراکش، هاوایی، اسپانیا و آفریقای جنوبی استفاده کرد. سرانجام پس از ۲۰ روز مشاهده مداوم با اسپیتزر  در سپتامبر ۲۰۱۶ این تیم ۳۴ ترانزیت (گذر) را مشاهده کرد و توانست معمایش را حل کند. «اسپیتزر همه چی را متفاوت می‌سازد» این گفته یکی از اعضای این تیم شخصی به نام امانوئل جین از دانشگاه لیژ در بلژیک است که دیروز در کنفرانس مطبوعاتی گفت.

در مقاله‌ای که امروز در نیچر منتشر شد، این تیم گروه محکم بسته‌بندی شده‌ای از سیاره‌هایی که گردش آنها به دور ستاره‌شان ۱.۵ تا ۱۲.۳ روز است را توصیف کرده است.  کم‌نوری این ستاره به این معناست که علی رغم مدارهای نزدیک سیاره‌ها، همه هفت سیاره می‌توانند منبع‌گاه آب مایع روی سطح‌شان باشند. احتمال قابل سکونت بودن سه تا از این سیاره‌ها بسیار زیاد است چون جوی مانند زمین دارند و این می‌تواند به معنای داشتن اقیانونوس‌های آب مایع باشد.

این مدارها تصادفی نیستند، بلکه به شکلی به اصطلاح زنجیره تشدید ظاهر می‌شوند. یعنی اینکه دوره مداری هر سیاره مرتبط با همسایگانش به نسبت اعداد کامل کوچک است. برای مثال هر هشت مدار ساخته‌ شده به وسیله درونی ترین سیاره، ۵ بار مدارهای سیاره بعدی است. در حالی که این سیاره بعدی سه مدار از خود خارج می‌کند. سیاره‌ها فرمی در چنین استدلال مرتبی را ندارند که این نشان می‌دهد سیاره‌های تراپیست-۱ در مدارهای دورتر قبل از مهاجرت به مدارهای درونی متولد شده‌اند و در این مدارهای تشدیدی پایدار گیر افتاده‌اند.
در مناطق بیرونی این منظومه نواحی سردتر شکل گرفته است جایی که ترکیبات فراری چون آب و دی اکسید کربن یخ می‌زنند که این احتمال جا دادن یخ‌ها و حمل آنها به مناطق گرمتر، جایی که می‌توانند ذوب و تبخیر شوند و جو و اقیانوس‌ها را تشکیل بدهند را ممکن می‌سازد.

یکی از سوالات در رابطه با این سیاره‌ها این است که آیا آنها مانند زمین سنگی و یا مانند مینی نپتون‌ها گازی هستند. پاسخ این سوال میزان چگالی است. اما برای این کار ستاره‌شناسان باید جرم آنها را بدانند، مطالعات ترانزیتی (گذر سیاره‌ها) تنها اندازه سیاره‌ها را مشخص می‌سازد. با این حال در مورد تراسپیت – ۱ ستاره‌شناسان قادرند با مشاهده تاثیر گرانشی دقیق مدارهای سیاره‌ها جرم آنها را تخمین بزنند. چون سیاره‌ها دسته‌ای هستند آنها محاسبه کشش گرانشی کوچک هنگامی که سیاره‌ها از یکدیگر عبور می‌کنند را به کار گرفتند. این کشاکش گاه گاه موجب می‌شود تا بعضی از گذرها (ترانزیت‌ها) کمی زودتر یا دیرتر از آنچه انتظار می‌رود روی دهد. با اندازه‌گیری تفاوت زمان این گذرها (ترانزیت‌ها) و اجرای برخی از مدل‌های مهیب این منظومه آنها می‌توانند جرم منظومه را تخمین بزنند و تراکم را به دست آورند. این سیاره‌ها به نظر می‌رسد سنگی باشند.

سوال بعدی برای ستاره‌شناسان این است که آیا این سیاره‌ها جو دارند؟  و اگر دارند از چه ساخته شده است؟ ترانزیت‌ها می‌توانند جو را آشکار سازند چون وقتی یک سیاره از جلوی ستاره‌اش می‌گذرد جوهای گازی می‌توانند فرکانس‌های معینی از نور را جذب کنند. چنین مشاهداتی نیاز به قدرت اسپکتروسکوپی دارد که حتی تلسکوپ فضایی هابل نیز در این زمینه با محدودیت‌هایی مواجه است. تا کنون این تیم تایید کرده است که هیچ یک از دو سیاره درونی بسته عظیمی از گازهای هیدروژنی ندارند، در صوتی که اگر آنها مینی نپتون باشند باید این بسته‌ها وجود داشته باشد.

در واقع برای مطالعه دقیق جو تراپیست باید جانشین هابل، تلسکوپ فضایی جیمز وب راه اندازی شود که برای این کار تا اواخر سال آینده منظر بمانیم. با ترانزیت‌های مکرر «تنها با تلسکوپ جیمز وب می‌توانید آنها را ببینید.» این گفته هنینگ است. هنینگ فکر می‌کند که با تلسکوپ جیمز وب می‌توان ترکیب جو سیارات را بررسی کرد، چیزی که تا کنون هرگز برای سیاره‌های به اندازه زمین به دست نیامده است. نشانگرهای زیستی که می‌تواند مخلوطی خاصی از اکسیژن، متان و ازون باشد درون جو آنها استدلالی از وجود آن باشد، اما به گفته هنینگ این «بسیار چالش انگیز» بوده است. «این یک هدف است، اما ممکن است بیشتر از چند سال طول بکشد.» این همچنین ممکن است عضله‌ای برای ساخت نسل بعدی تلسکوپ‌های غول پیکر روی زمین باشد، چیزی که در دهه بعد مشخص خواهد شد.

محققان آماده‌اند تا چند سال دیگر برای این، شاید بزرگترین جایزه ستاره‌شناسی صبر کنند. اما کشف تراسپیت -۱ مطمئنا امیدهای بیشتری برای رسیدن به آن می‌دهد. پروژه تراسپیت – ۱ تنها پیشروی برای جستجوی هم نواتر برای یافتن سیارات فراخورشیدی اطراف کوتوله‌ها است. این پروژه‌ای که SPECULOOS نام دارد بر چهار تلسکوپ ۱ متری که اکنون در رصدخانه پارانال ای.اس.اُ در شیلی نصب شده است تکیه دارد. در طول چند سال آینده هزاران ستاره چنینی بررسی می‌شود. مادهاسودان می‌گوید «تصور کنید که چه تعداد این منظومه‌ها ممکن است وجود داشته باشد.» «جهان با این چیزها پرتکاپوتر می‌شود.»

منبع: ساینس

دیدگاه‌تان را بنویسید: