زندگی در سیاره ای فراتر از خورشید

سیناپرس: در طول سالیان گذشته سیارات فراخورشیدی زیادی توسط محققان کشف شده که احتمال وجود حیات زمینی در آن بوده است و در این بین محققان ایرانی شاغل در مراکز علمی و تحقیقاتی مطرح دنیا نیز مشارکت قابل توجهی در این اکتشافات داشته اند.

کپلر ۱۸۶f  نام این سیاره تازه کشف شده توسط گروهی بین​ المللی از دانشمندان اخترشناس است که شبیه ترین سیاره به زمین است که این امیدواری را پدید آورده است که شاید روزی، ستاره هایی شبیه تر از این به زمین در فاصله ای مناسب از زمین کشف شوند و به بشر آینده، با توانایی فنی بهتر، امکان آن را بدهد تا با اعزام سفینه های تحقیقاتی، از نزدیک احتمال وجود حیات در آنها را بررسی کند.

بر اساس آمار از هزار و ۸۰۰ سیاره خارج از منظومه شمسی که از ۲۰ سال پیش کشف شده​اند، حدود ۲۰ سیاره در مدار ستاره​های خود در حال چرخش هستند.  سیاره جدید بیش از هر سیاره دیگری که تاکنون کشف شده است، به کره زمین شباهت دارد.

در عین حال، تا کنون سیاره ای با همان اندازه زمین که با همان فاصله زمین، گرد ستاره ای مشابه خورشید در گردش باشد پیدا نشده است اما برخی از کارشناسان معتقدند که چنین سیاره ای به احتمال زیاد وجود دارد و پیشرفت فنی در آینده امکان کشف آن را به ساکنان زمین خواهد داد.

به همین دلیل با دکتر نادر حقیقی پور، عضو هیات علمی موسسه نجوم دانشگاه هاوایی که سالهای گذشته در قالب گروه های بین المللی در این زمینه تحقیقات مختلفی داشته است، به گفتگو نشسته ایم تا درباره این سیاره که به تعبیر نشریه science «سیاره شگفتی آور» است بیشتر بدانیم.

*آقای دکتر از ویژگی های سیاره فراخورشیدی تازه کشف شده بگویید؟

کپلر ۱۸۶f دورترین سیاره در مدار منظومه ۵ سیاره ای است که در فاصله ۵۰۰ سال نوری از منظومه شمسی ما به دور ستاره ای کوچک می چرخد.

ستاره میزبان با نام کپلر ۱۸۶ در حقیقت کوتوله سرخی است که دمای سطح آن درحدود ۳۸۰۰ کلوین (تقریبا ۲۰۰۰ کلوین کمتر از دمای سطح خورشید) است. مشاهدات پیشین نشان می دهد که چهار سیاره کشف شده شعاعشان کمتر از ۱/۵شعاع خورشید حول این ستاره است. اکتشافات اخیر سیاره جدید کپلر ۱۸۶f را به منظومه اضافه کرد. دوره گردش این سیاره در حدود ۱۳۰ روز است که کمی بیشتر از یک سوم سال زمینی است. به دلیل آن که ستاره میزبان منظومه در مقایسه با خورشید از گرمای کمتری برخوردار است  فاصله منطقه زیست پذیر آن (منطقه ای در اطراف ستاره ای که تششعات ناشی از آن ستاره اجازه وجود آب مایع را در سطح سیاره زمین مانند می دهد) در مقایسه با زمین و خورشید بسیار کوتاه تر است.

کپلر ۱۸۶f در چنین محدوده زیست پذیری حول ستاره میزبان خود گردش می کند. اگرچه آب مایع بر روی این سیاره به دلیل واقع شدن آن در لبه بیرونی محدوده زیست پذیر مشاهده نشده است اما از شانس زیادی برای داشتن آن بر روی سطح خود برخوردار است.

* اساسا اهمیت کشف و سرمایه گذاری بروی مطالعه داده های تلسکوپ ها به خصوص تلسکوپ کپلر جهت یافتن سیاراتی مانند زمین، آن هم در خارج از منظومه شمسی در چیست؟

اینکه آیا زمین تنها سیاره قابل سکونت در کیهان است یا خیر؟ و اینکه آیا منظومه شمسی ما تنها منظومه زیست پذیر است همواره دو سوال عمده در تاریخ بشری بوده است. این سوالات نه تنها مضمون  فلسفی دارند بلکه به سوال علمی بنیادین نیز اشاره می کنند:

چگونه منظومه شمسی ما شکل گرفت؟ تا دو دهه پیش اگرچه ستاره شناسان، علم به این داشتند که ستاره های دیگری نیز وجود دارند که میزبان سیارات مختلفی هستند اما به دلیل عدم اکتشاف آنها، نمونه دیگری از منظومه را جهت مطالعه و بکارگیری در بسط نظریات در خصوص شکل گیری سیاره و حیات در اختیار نداشتند. تحقیقات بر روی داده های حاصل از کاوشهای متعدد و تلسکوپ ها برای ستاره شناسان امکان شناسایی دیگر منظومه سیارات و دیگر دنیاهای سکونت پذیر را فراهم آورد و نمونه های متعددی را جهت انجام تحقیقات بر روی چگونگی شکل گیری سیارات و چگونگی سکونت پذیری آنها در اختیار قرار داد. تلاش ما برای یافتن پاسخی برای مهم ترین سوالات تاریخ و زندگی بشر است. هر چه سیارات فراخورشیدی بیشتری کشف می کنیم از شکل گیری سیاره که خود به یافتن چگونگی پیدایش منظومه شمسی، منشا سیاره مان و به تدریج منشا حیات کمک می کند  بیشتر آگاهی کسب می کنیم.

*بین سیاره فراخورشیدی Kepler-186f و زمین ما چه شباهت هایی وجود دارد؟

کپلر ۱۸۶f تنها ۱۰ درصد از زمین بزرگتر است. این بدان معناست که همانند زمین می تواند از جو متعادلی برخوردار بوده و صفحات تکتونیک را گسترش دهد. همانند زمین این سیاره در منطقه سکونت پذیری از ستاره میزبان خود قرار دارد. به دلیل آنکه این سیاره در لبه بیرونی منطقه زیست پذیر قرار دارد پتانسیل جذب آب از محیط اختری خود را دارد. با این حال بر خلاف زمین، کپلر ۱۸۶f به گونه ای در بدنه مداری مشخصی قرار گرفته است که همواره یک طرف آن به سوی ستاره میزبان قرار دارد. چرخش ماه به دور زمین نیز به همین شکل است از آنجایی که دوره چرخش ماه به دور خود با دوره گردش آن حول زمین (۳۰ روز) یکسان است از این رو همواره یک طرف ماه به سمت زمین نمایان است. کپلر ۱۸۶fنیز در چنین شرایط مشابهی با ستاره میزبان خود قرار دارد.

* تاکنون چند سیاه فراخورشیدی توسط گروه های مختلف در مراکز علمی بین المللی کشف شده و چه ویژگی هایی داشتند که چندان مورد اقبال قرار نگرفتند؟

حقیقت این است که سیارات متعددی همانند زمین و در دامنه حیات ستاره میزبان پیش از این شناسایی و کشف شده اند. کشف برخی از این سیارات مانند گلیسه Gliese 581d&g  و GJ 667Cc با جرم بین ۲ و ۳ برابر جرم زمین حتی در مقایسه با کپلر 186 f قابل اتکاتر است. برخلاف کپلر 186 f این سیارات جرم مشخصی دارند (در مورد جرم کپلر 186 f اطلاعات دقیقی نداریم) و به همین دلیل دانشمندان قادر به ارائه مدل هایی در خصوص  اتمسفر و پویایی داخلی آنها هستند. در سوی دیگر کپلر 186 fنزدیکترین مقدار شعاع مشابه به زمین را دارد. به بیان دیگر نزدیکترین سیاره از نظر بزرگی در مقایسه با زمین است که تاکنون کشف شده است.

*آقای دکتر آیا با تعبیر «سیاره شگفتی آور» نشریه science درباره«کپلر ۱۸۶ اف»(Kepler-186f)موافقید؟

البته، بزرگ نشان دادن چنین کشفی قابل توجیه است. در حقیقت چنین دستاورد بزرگی نیاز به توجه اینچنینی را نیز دارد. کشف چنین سیاره ای در واقع بی نظیر است.

 

 

*در بررسی سیاره فراخورشیدی چه ویژگی های مدنظر قرار می گیرد؟

سیارات فراخورشیدی سکونت پذیر نمی توانند بسیار بزرگ باشند چراکه مقدار زیادی گاز را به سوی خود جذب می کنند (همانند سیاره مشتری) که باعث ایجاد فشار زیادی بر روی سطح سیاره می گردد و همچنین از رسیدن نور ستاره به سطح جلوگیری می کنند و باعث ایجاد اثر گلخانه در آن می شود. تمامی این موارد در ایجاد محیطی مناسب برای حیات اختلال ایجاد می کند.

از سوی دیگر اندازه سیاره نمی تواند بسیار کوچک باشد چرا که دیگر نمی تواند اتمسفر متعادلی را حفظ کند و در عین حال به سرعت سرد شده و پویایی داخلی خود را از دست می دهد (همانند مریخ). از این رو می توان نتیجه گرفت سیاره می بایست از اندازه و جرم مناسبی برخوردار باشد. سیاراتی که در بالا ذکر شد و همچنین کپلر ۱۸۶اف از اندازه و جرم مناسبی برخوردارند. همچنین اتمسفر سیاره می بایست دارای مولکول های آب به اندازه کافی  باشد تا در ایجاد و گسترش اقیانوس ها مشارکت کنند.

*آقای دکتر تلسکوپی کپلر تاکنون چگونه موفق رصد چنین سیاراتی شده است؟

تلسکوپ یا رصد خانه فضایی کپلر در سال ۲۰۰۹ با هدف شناسایی سیاره هایی مشابه زمین به فضا پرتاب شد.کپلر با استفاده از تکنیکی به نام تکنیک گذر می‌توانست سیاره‌ها را در مدار ستاره‌های فراخورشیدی شناسایی کند. زمانی که یک سیاره از برابر چهره رو به تلسکوپ ستاره میزبانش عبور کند

دانشمندان با استفاده از تغییرات در نور ستاره می‌توانند ابعاد سیاره را تخمین بزنند و با استفاده از فاصله زمانی میان دو گذر می‌توانند وسعت مدار سیاره را محاسبه کرده و درجه حرارت آن را تخمین بزنند و بر اساس این اطلاعات، میزان محتمل بودن وجود حیات بر روی سیاره مشخص خواهد شد. فرایند نظارت بر روی درخشش ستاره‌ها به واسطه دیافراگم ۰.۹۵ متری‌ کپلر انجام می‌گیرد که به صورت مداوم و همزمان نور ۱۵۰ هزار ستاره با درخششی بالاتر از قدر ۱۴ را در صور فلکی سیگنوس-لیرا تحت نظر دارد.

برای ردیابی سیاره‌ای شبه‌زمینی،‌تلسکوپ از ابزار نورسنجی قدرتمند خود برای رصد کوچکترین کاهش در درخشش ستاره‌ها استفاده می‌کند. این نورسنج می‌تواند کاهش یک صدم درصدی را در نور ستاره تشخیص دهد،‌ درست مثل اینکه میزان کاهش نور چراغ ماشین را در هنگام عبور یک مگس از برابرش، ردیابی کند. کپلر تا کنون توانسته هزار سیاره را کشف کند که تعداد انگشت‌شماری از آنها در گروه سیاره‌هایی که احتمال می‌رود قابل سکونت باشند، قرار گرفته‌اند.

No tags for this post.