کشف یک سیاره قابل سکونت با 11 سال نوری فاصله از زمین

مولفه‌های یک منظومه قابل سکونت

شاید در نگاه اول پیدا کردن یک سیاره فراخورشیدی و منظومه‌ای مناسب که میزبان این سیاره باشد، کار راحتی به نظر برسد، اما همان‌طور که فاکتورهای بسیار زیادی باعث شدند که منظومه شمسی ما به منزلگاه سیاره‌ای با قابلیت میزبانی از حیات تبدیل شود، مولفه‌های متعددی هم هستند که باید برای مساعد شدن شرایط سیاره‌های خارج از منظومه شمسی ما، در نظر گرفته شوند.

به عنوان مثال برای داشتن یک  منظومه قابل سکونت  تنها دارا بودن سیاره‌ای که در فاصله مناسبی از ستاره خود قرار گرفته ملاک نیست؛ علاوه بر این معیار که به آن قرارگیری در منطقه حیات پذیر منظومه هم گفته می‌شود، ابعاد، وضعیت سطحی و شرایط محیطی سیاره هم باید مناسب باشد و همچنین، فعالیت‌های ستاره میزبان باید در حدی باشند که به سیاره‌های اطراف آسیب جدی وارد نکنند. حال اگر یک سیستم تمامی این مولفه‌ها را دارا باشد، فاصله آن از سیاره ما هم باید در وضعیتی باشد که بتوان به کمک تجهیزات ساخت دست بشر، شرایط منظومه را رصد کرد.

تازه‌ترین کشف دانشمندان

در همین رابطه، محققان اعلام کرده‌اند که یک منظومه جالب‌توجه در فاصله ۱۰.۷ سال نوری از زمین پیدا شده که بسیاری از شرایط ذکر شده را دارد. ساندرا جفرز (Sandra Jeffers) از دانشگاهی در آلمان که جزو تیم تحقیقاتی کشف منظومه مورد نظر بوده می‌گوید که به احتمال قوی تا سال‌های آینده این سیستم سیاره‌ای به یکی از مهم‌ترین و موردتوجه‌ترین مباحث در دنیای ستاره شناسی تبدیل می‌شود. به علاوه، جفرز معتقد است که بخش قابل‌ توجهی از تلاش‌های دانشمندان برای کشف حیات خارج از منظومه شمسی هم به  منظومه قابل سکونت  مورد نظر مربوط خواهد شد.

ستاره مرکز این سیستم شگفت‌انگیز با نام “Lacaille 9352” یا “GJ 887” شناخته می‌شود و بررسی‌ها نشان داده که دو سیاره سنگی همانند زمین و مریخ به دور آن می‌چرخند؛ اما مهم‌تر از این دو سیاره، جرم آسمانی سومی بوده که آن هم به احتمال قوی مثل سیاره ما سنگی است و در فاصله‌ای قرار دارد که دمای سطحی آن، همانند زمین می‌تواند آب را در حالت مایع نگه دارد.

قرار داشتن آب در چنین دمایی می‌تواند کمک بسیار بزرگی به شکل‌گیری حیات روی جرم آسمانی مورد نظر بکند؛ همان‌طور که روی زمین چنین پدیده‌ای باعث رسیدن حیات به حالت پیچیده کنونی شده است، برخی معتقدند که بدون دسترسی به آب مایع، حتی نمی‌توان تصور به وجود آمدن نوعی از زندگی مانند حیات زمینی را به ذهن راه داد!

البته لازم به ذکر است که احتمال وجود سیاره سوم به اندازه دو سیاره اول قوی نیست، اما صرف کشف دو جرم آسمانی هم‌اندازه زمین و مطرح شدن احتمال وجود سیاره سوم باعث می‌شود تا دانشمندان جهان میزان قابل‌توجهی از وقت و انرژی خود را صرف تحقیق در مورد منظومه قابل سکونت Lacaille 9352 بکنند.

جزئیات بررسی‌ها

ستاره منظومه مورد نظر ابعادی نصف خورشید داشته و از نوع کوتوله سرخ است. این نوع ستاره‌ها به واسطه عمر بالا و دمای پایین خود شناخته می‌شوند و می‌توان گفت که اکثر ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری هم از این نوع اجرام آسمانی هستند.

تا به حال سیاره‌های فراخورشیدی بسیاری در اطراف کوتوله‌های سرخ کشف شده‌اند و از آنجایی که دمای این اجرام آسمانی از خورشید پایین‌تر بوده، منطقه سکونت پذیری دور کوتوله‌های سرخ بسیار نزدیک‌تر به سطح سیاره خواهد بود. با این حال مشکل اصلی این ستاره‌های سرخ، فعالیت شدید آن‌ها و طوفان‌ها و تشعشعات زیادی است که از سطح ستاره به اطراف پخش می‌شوند و در اکثر مواقع، اتمسفر سیاره‌های اطراف را به کلی از بین می‌برند. چنین مسئله‌ای باعث از بین رفتن قابلیت سکونت پذیری تمامی سیاره‌ها، حتی اجرام موجود در منطقه حیات پذیر منظومه می‌شود.

در مورد فعالیت‌های ستاره‌ها از اصطلاحی به نام لکه ستاره‌ای (starspot) استفاده می‌شود و می‌توان گفت که هرچه فعالیت‌های مربوط به لکه‌های یک ستاره کمتر باشد، تشعشعات و طوفان‌های مضر آن هم کمتر خواهد بود. نکته مهم در مورد منظومه قابل سکونت Lacaille 9352 هم وضعیت لکه‌های ستاره‌ای کوتوله سرخ آن بوده که نشان دهنده فعالیت‌های بسیار کم و آرامش نسبی این ستاره سرخ است.

روشنایی ستاره مورد نظر در طول سه ماهی که دانشمندان منظومه را به کمک تلسکوپ ۳.۶ متری لاسیلا (La Silla) در شیلی بررسی کردند، نسبتا ثابت مانده و به همین دلایل بوده که Lacaille 9352 گزینه بسیار مناسبی برای تحقیقات آینده در زمینه سیاره‌های فراخورشیدی خواهد بود.

رصد منظومه قابل سکونت Lacaille 9352

تجهیزات فوق حساس تلسکوپ موجود در شیلی که جزو رصدخانه جنوبی اروپا در این کشور بوده، در مدت مورد نظر کوچک‌ترین فعالیت‌های کوتوله سرخ منظومه Lacaille 9352 را زیر نظر گرفتند. از این طریق و با بررسی فوق‌العاده دقیق تغییرات نور دریافتی از ستاره‌ها، دانشمندان می‌توانند کم و زیاد شدن نور ستاره به واسطه تاثیرات جاذبه سیاره‌های فراخورشیدی اطراف را اندازه‌گیری کرده و از وضعیت اجرام آسمانی اطراف ستاره مورد نظر باخبر شوند.

در مورد این  منظومه قابل سکونت  بررسی‌ها نشان داد که دو سیاره فراخورشیدی با نام‌های “GJ 887b” و”GJ 887c” در اطراف کوتوله سرخ قرار گرفته‌اند. از طرف دیگر ویژگی‌های مخصوص تغییرات نوری مورد نظر که به واسطه گرانش دو سیاره به وجود می‌آیند، امکان تخمین اندازه و فاصله سیاره‌ها را فراهم می‌کنند. برای کسب اطمینان از کشف اجرام آسمانی اطراف این کوتوله سرخ جفرز و همکارانش داده‌های تلسکوپ لاسیلا را با حجم عظیمی از اطلاعات که بین سال‌های ۲۰۰۲ تا ۲۰۰۴ از ستاره مورد نظر جمع‌آوری شد، تطابق داده بودند.

بررسی‌ها نشان داد که سیاره فراخورشیدی GJ 887b حداقل ۴.۲ برابر زمین جرم داشته و GJ 887c هم باید حداقل ۷.۶ برابر سیاره محل سکونت ما بزرگ باشد. دوره گردش این سیاره‌ها هم به ترتیب ۹.۳ و ۲۱.۸ روز تخمین زده شده است.

ابهامات موجود

با این ابعاد، سیاره‌های مورد نظر در دسته سیاره‌های ابر زمین قرار می‌گیرند و محققان اعلام کرده‌اند که بدون انجام تحقیقات دقیق‌تر در آینده، امکان تایید سنگی یا گازی بودن این اجرام وجود نخواهد داشت. به علاوه، فاصله دو سیاره تا کوتوله سرخ مورد نظر به حدی کم بوده که احتمال وجود شرایط میزبانی حیات در آن‌ها پایین است، اما از آنجایی که GJ 887b و GJ 887c هر دو در مرز داخلی محدوده حیات پذیری منظومه قرار گرفته‌اند، نمی‌توان آن‌ها را به صورت کامل غیر قابل سکونت تصور کرد.

اما همان‌طور که اشاره شد، سیاره سوم بیشتر از هر چیزی باعث جلب‌توجه دانشمندان به منظومه قابل سکونت Lacaille 9352 شده است؛ گفته شده که جرم آسمانی مورد نظر باید ۸.۳ برابر زمین بزرگ باشد و یک دور گردش آن به دور کوتوله سرخ موجود ۵۰.۷ روز طول می‌کشد. بررسی‌ها نشان داده که این سیاره باید در وسط منطقه سکونت پذیری قرار داشته باشد، اما مشکل اصلی اینجاست که سیگنال وجود این جرم آسمانی تنها یک ‌بار به ثبت رسیده است؛ بنابراین نمی‌توان با قطعیت گفت که سیاره مورد نظر واقعا وجود دارد یا خیر!

جفرز در این رابطه می‌گوید که سیگنال مربوط به سیاره فراخورشیدی سوم می‌تواند در اثر فعالیت‌های ستاره‌ای به وجود آمده باشد، اما به واسطه محدودیت داده‌های حال حاضر، نمی‌توان با قطعیت واقعی بودن آن را رد کرد. به این ترتیب انتظار می‌رود که در اولین فرصت محققان آلمانی مجددا به سراغ منظومه Lacaille 9352 بروند و از طرف دیگر، دانشمندان سراسر جهان هم توجه ویژه‌ای به این سیستم سیاره‌ای خواهند داشت.

تحقیقات آینده

از آنجایی که فعالیت ستاره‌ کوتوله سرخ مورد نظر بسیار پایین بوده، این احتمال که اتمسفر سیاره‌های GJ 887b و GJ 887c هنوز به دور آن‌ها باشد، وجود دارد. از طرف دیگر پایداری نوری کوتوله سرخ هم به تشخیص این اتمسفرها کمک بزرگی می‌کند. متاسفانه در حال حاضر تجهیزات در دسترس دانشمندان امکان تشخیص این جزئیات از سیاره‌های فراخورشیدی را ندارد، اما بررسی سیاره‌های مورد نظر یکی از اولین پروژه‌هایی خواهد بود که تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا (James Webb Space Telescope) پس از شروع ماموریت، مشغول آن خواهد شد.

ستاره شناس ملوین دیویس (Melvyn Davies) از رصدخانه‌ای در سوئد در این رابطه می‌گوید که پرتاب جیمز وب به آسمان می‌تواند ابزار مورد نیاز ما برای بررسی دقیق اجرام آسمانی جالب‌توجه را فراهم کند و اگر بتوانیم وجود سیاره سوم اطراف  منظومه قابل سکونت  اخیر را تایید کنیم، می‌توان گفت که این جرم آسمانی به واسطه قرار گرفتن در منطقه حیات پذیری موجود، یکی از جالب‌توجه‌ترین و داغ‌ترین مباحث ستاره شناسی در آینده نزدیک خواهد بود.

ژورنال “Science” اخیرا مقاله تیم جفرز و همکارانش را منتشر کرده است.