کشف یک سیاره اَبَرزمین که شاید میزبان حیات باشد – سایت علمی بیگ بنگ
بیگ بنگ: یکی از بهترین مکانها برای جستوجوی حیات در خارج از منظومه شمسی، شاید درست در همسایگی کیهانی ما باشد.
به گزارش بیگ بنگ، سیارهای که نخستین بار در سال ۲۰۲۴ در حال گردش به دور یک ستاره کوتوله سرخ به نام GJ 3378 شناسایی شد، ممکن است حتی بسیار شبیهتر به زمین باشد؛ بسیار بیشتر از آنچه مشاهدات اولیه نشان میداد. این جهان که GJ 3378b نام دارد، در دستهای قرار میگیرد که اخترشناسان آن را ابرزمین (Super-Earth) مینامند؛ سیارهای بزرگتر از زمین، اما آنقدر کوچک که احتمالاً ساختاری سنگی، مشابه تنها سیاره شناختهشدهای که میزبان حیات است ــ یعنی زمین ــ داشته باشد.
مجموعه گستردهای از مشاهدات تکمیلی نشان داده است که GJ 3378b همچنان در فاصلهای ایدهآل از ستاره خود قرار دارد؛ فاصلهای که امکان وجود آب مایع روی سطح سیاره را فراهم میکند؛ نخستین و مهمترین شرط در فهرست ویژگیهای یک سیاره قابلسکونت. این مشاهدات همچنین برآورد جرم آن را از ۵.۳ برابر جرم زمین به تنها ۲.۳ برابر جرم زمین کاهش دادهاند.
این نتیجه به معنای آن است که احتمال سنگی بودن این سیاره بسیار بیشتر از گذشته است و با توجه به اینکه تنها ۲۵ سال نوری از ما فاصله دارد، اکنون به گزینهای بسیار جذابتر برای بررسی قابلیت میزبانی از حیات تبدیل شده است.
در واقع، به گفته گروهی از پژوهشگران به سرپرستی Paul Robertson از University of California, Irvine، که نتایج پژوهش خود را بتازگی منتشر کردهاند، این سیاره «یکی از زمینمانندترین فراخورشیدیهای بالقوه شناختهشده در شعاع ۱۰ پارسکی اطراف منظومه شمسی» به شمار میرود.
“رابرتسون” میگوید: «این کشف واقعاً هیجانانگیز است. این سیاره یکی از نزدیکترین همسایههای کیهانی ماست. شاید ۲۵ سال نوری فاصله زیادی به نظر برسد، اما وقتی بدانیم قطر کهکشان راه شیری حدود ۱۰۰ هزار سال نوری است، متوجه میشویم که این سیاره عملاً همسایه دیواربهدیوار ماست.»
آیا زمین در جهان تنهاست؟
یکی از بزرگترین پرسشهای علم این است که آیا زمین تنها سیارهای است که توانایی میزبانی از حیات را دارد یا خیر؟ دانشمندان هنوز در تلاشاند ویژگیهایی را که یک سیاره را قابلسکونت میکند، شناسایی کنند؛ از نوع ستارهای که به دور آن میگردد و ساختار کلی منظومه سیارهای گرفته تا وجود یا نبود صفحات تکتونیکی و جو.
بررسی برخی از این ویژگیها دشوارتر از بقیه است، اما نخستین معیاری که معمولاً دانشمندان به آن توجه میکنند، قرار داشتن سیاره در منطقه قابلسکونت (Habitable Zone) است. این منطقه، فاصلهای از ستاره میزبان است که در آن دما برای وجود آب مایع روی سطح سیاره مناسب باشد؛ اگر سیاره بیش از حد به ستاره نزدیک باشد، آب تبخیر میشود و اگر بیش از حد دور باشد، یخ میزند.
“رابرتسون” میگوید: «شعار ما این است: “آب را دنبال کن.” تمام موجودات زنده شناختهشده روی زمین به آب نیاز دارند؛ بنابراین هنگام جستوجوی محیطهایی که ممکن است از حیات پشتیبانی کنند، اولین چیزی که به دنبالش میگردیم آب است.»
چرا سنگی بودن سیاره اهمیت دارد؟
پرسش مهم بعدی، ترکیب سیاره است. ما میدانیم سیارات سنگی میتوانند میزبان حیات باشند، زیرا خودمان روی یکی از آنها زندگی میکنیم. شاید انواع دیگر سیارات نیز بتوانند از حیات پشتیبانی کنند، اما هنوز مدرکی برای آن نداریم. بنابراین هنگام انتخاب بهترین نامزدها، سیارات سنگی در اولویت قرار میگیرند و سایر انواع سیارات فعلاً در فهرست «شاید» باقی میمانند.
سیارۀ GJ 3378b زمانی توجه دانشمندان را جلب کرد که تحلیلهای اولیه نشان داد دوره گردش آن به دور ستاره حدود ۲۴.۷۳ روز است؛ عددی که آن را دقیقاً در منطقه قابلسکونت ستارهاش قرار میداد.
هرچند این مدت بسیار کوتاهتر از یک سال زمینی است، اما ستارههای کوتوله سرخ بسیار سردتر و کمنورتر از خورشید هستند؛ بنابراین منطقه قابلسکونت آنها بسیار نزدیکتر به ستاره قرار دارد. با این حال، هنوز یک ابهام مهم باقی مانده بود: جرم واقعی این سیاره چقدر است؟
مرز میان ابرزمین و مینینپتون
حدود ۵ برابر جرم زمین مرزی تقریبی میان دو نوع سیاره محسوب میشود. اگر جرم سیاره کمتر از این مقدار باشد، احتمالاً یک ابرزمین سنگی است. اما اگر جرم آن بیشتر باشد، احتمال دارد یک مینینپتون باشد؛ یعنی جهانی گازی با جوی ضخیم و مهآلود.
برآورد اولیه جرم GJ 3378b برابر با ۵.۳ جرم زمین بود؛ عددی که دقیقاً روی این مرز قرار داشت و یکی از مهمترین پرسشهایی بود که رابرتسون و همکارانش قصد داشتند به آن پاسخ دهند.
پژوهشگران با استفاده از مجموعهای از تلسکوپهای زمینی و فضایی، نور ستاره را با دقت بسیار زیاد بررسی کردند تا لرزشهای بسیار کوچک ستاره را که بر اثر کشش گرانشی سیاره ایجاد میشود، اندازهگیری کنند. “مایکل اندل” اخترشناس دانشگاه تگزاس در آستین میگوید: «اصل ماجرا دقت اندازهگیری است. برای پیدا کردن سیارههای کمجرم باید به دنبال سیگنالهایی فوقالعاده ضعیف باشید. اگر ابزارهایتان به اندازه کافی دقیق نباشند، هرگز آنها را پیدا نخواهید کرد.»
همین اندازهگیریهای دقیق باعث شد پژوهشگران جرم و مدار GJ 3378b را با دقت بیشتری محاسبه کنند. نتایج نشان داد این سیاره کمی نزدیکتر از تصور اولیه به ستاره خود میگردد و دوره گردش واقعی آن ۲۱.۴۵ روز است؛ اما همچنان کاملاً در منطقه قابلسکونت قرار دارد.
“رابرتسون” میگوید: «این ابرزمین تقریباً ۹۰ درصد از میزان تابشی را که زمین از خورشید دریافت میکند، از ستاره خود دریافت میکند؛ بنابراین دقیقاً در بهترین محدوده ممکن قرار گرفته است.» از سوی دیگر، جرم اصلاحشده ۲.۳ برابر جرم زمین نیز آن را به نمونهای ایدهآل از یک ابرزمین سنگی تبدیل میکند.
آیا این سیاره واقعاً قابلسکونت است؟
البته این یافتهها به معنای قابلسکونت بودن قطعی GJ 3378b نیست. اگر آب مایع بدون محافظ در خلأ فضا قرار گیرد، مستقیماً تصعید شده و به بخار تبدیل میشود. بنابراین برای حفظ آب مایع روی سطح، سیاره باید جو داشته باشد.
در حال حاضر، دانشمندان هیچ راهی برای تشخیص اینکه آیا GJ 3378b دارای جو است یا خیر، ندارند. از سوی دیگر، ستارههای کوتوله سرخ نسبت به خورشید فعالتر هستند و مرتباً شرارههای قدرتمند و فورانهای جرم تاجی تولید میکنند؛ پدیدههایی که ممکن است جو سیارات نزدیک را به مرور زمان از بین ببرند.
با وجود این ابهامها، این پژوهش باعث شده GJ 3378b به یکی از مهمترین اهداف آینده برای بررسی قابلیت میزبانی از حیات تبدیل شود. مایکل اِندل در پایان میگوید: «هدف نهایی ما یافتن نشانگرهای زیستی (Biosignatures) است. واقعاً میخواهیم بدانیم: آیا در جهان تنها هستیم؟»
او ادامه میدهد: «ما هنوز در مرحله شناسایی همسایگان کیهانی خود هستیم و تلاش میکنیم سیارات اطراف نزدیکترین ستارهها را پیدا کنیم؛ زیرا تشخیص نشانگرهای زیستی در این دنیاهای نزدیک آسانتر خواهد بود. این سیاره ما را یک گام دیگر به شناخت همه همسایگانمان و در نهایت پاسخ به این پرسش نزدیکتر میکند که کدامیک از آنها میتوانند میزبان حیات باشند.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Astrophysical منتشر شده است.
سایت علمی بیگ بنگ / منبع: sciencealert.com
لینک کوتاه نوشته : https://bigbangpage.com/?p=109756
