آیا می‌توانیم سیاره و خانه دیگری برای زیست انسان‌ها پیدا کنیم؟!
از زمانی که گالیله تلسکوپش را به سوی آسمان‌ها چرخاند، یافتن مدرکی که سرانجام نشان دهد زمین ما تنها بهشت حیات در این دنیای بزرگ نیست، یکی از بزرگترین رویاهای بشر بوده و هست؛ معمایی که یافتن پاسخ درستی برای آن ابدا آسان نیست. کهکشان ما تا همین امروز صاحب چیزی حدود ۳۰۰ تا ۴۰۰ میلیارد ستاره است که خورشید ما هم یکی از کوچکترین و درخشان‌ترین آنهاست. بر اساس دانسته‌های امروز می‌توان گفت از هر شش ستاره کهکشان راه شیری احتمالا یکی در مدار خود صاحب یک غول گازی مشتری مانند است و دو سوم این تعداد می‌توانند میزبان دنیاهایی مشابه زمین باشند.
این یعنی شاید تنها کهکشان ما می‌تواند صاحب بیش از ۱۰۰ میلیارد سیاره باشد که اگر تنها یک دهم درصد آنها هم در کمربند حیات منظومه‌شان جا خوش کرده باشند بررسی و کشف آنها به سال‌ها پژوهش نیاز خواهد داشت. توجه کنید این رقم‌ها فقط و فقط حدسیات کنونی ما از کهکشان راه شیری هستند.
در جست وجوی دنیایی جدید
نخستین سیارات خارج از منظومه شمسی در ۱۹۹۲ کشف شدند؛ آن هم زمانی که تیمی از اخترشناسان روی امواج ناشی از لرزش ستاره‌های نوترونی (تپ اختر) که پس از مرگ ستارگان بزرگ به جا می‌ماند مطالعه می‌کردند، چیزی که در طول این مطالعات پیدا شد یک منظومه مرده با سه سیاره بود. سپس در ۱۹۹۵ سیارهای کشف شد که حول ستارهای مانند خورشید ما در گردش بود. این س یاره با نام ۵۱ پگسی او جرمی کمتر از نصف مشتری در حال چرخیدن در فاصله‌ای تنها میلیون کیلومتری از ستارهاش بود. به همین واسطه هم درجه حرارت سطح آن به بیش از ۱۰۰۰ درجه سلسیوس می‌رسید و تا مدت‌ها | با عنوان مشتری داغ شناخته می‌شد. خیلی از سیارات فراخورشیدی که در طول سال‌های بعد کشف شدند به همین شکل غول‌های گازی بزرگ و داغ بودند. به لطف پیشرفت تکنولوژی رفته رفته شناسایی سیاراتی با جرم‌های کمتر هم ممکن شد. بسیاری از سیارات کوچکتری که بعدها کشف شد همچنان جرمی چندین برابر بزرگتر از سیاره ما داشتند و از همین رو بعضی از این دنیاهای جدید ابر زمین نامیده شدند. با این حال هیچ سیارهای با جرمی دقیقا برابر زمین پیدا نشد و خوب زمین هنوز یک اتفاق بوده و هست. کوچکترین ابر زمینی که کشف شد با عنوان کوروت 7 حداقل ۱/ ۷ برابر سیاره آبی مابزرگی داشت و تحقیقات صورت گرفته نشان می‌داد این سیاره احتمالا دنیایی صخرهای است با چگالی که چندان تفاوتی با زمین ندارد. با این وجود مشکلی وجود داشت؛ دمای سطحی سیاره به راحتی از ۱۰۰۰ درجه سلسیوس عبور میکرد و همین موضوع برای ناکام گذاشتن حیات کافی بود.
امیدهای تازه
در ادامه جست و جوهای سیاراتی جدید، حول ستاره‌هایی مشابه خورشید کشف شدند. که در بین آنها نام HD10180 از همه بیشتر خودنمایی میکرد. منظومهای با حداقل ۵ سیاره و احتمال وجود دو سیاره دیگر که در نوع خودش یکی از بزرگترین منظومه‌هایی است که در فاصله نه چندان دوری از منظومه شمسی پیدا شده است. پنج تا از این هفت سیاره جرمی در حدود نپتون دارند و انتظار می‌رود مانند اورانوس یا نپتون اتمسفری مملو از هیدروژن داشته باشند. سیارات خارجی این منظومه اما مانند کیوان احتمالا گازی هستند که گردش مداری کاملشان چیزی حدود ۶ سال به طول می‌انجامد. در این میان سیارات کوچکتر منظومه می‌توانند از نظر موقعیت مشابه زمین باشند؛ با این تفاوت که بیش از حد به خورشید‌شان نزدیکند و همین موضوع می‌تواند از آنها گوی‌های بزرگی از گدازه بسازد. در این بین پیدا شدن گلیس ۸۱ در فاصله‌ای نه چندان زیاد از منظومه ما یک آغاز مهم بود؛ منظومهای با شش سیاره کشف شده که امیدهای زیادی را برای یافتن سیارهای مشابه زمین زنده کرد. اما این فقط یک شروع بود.
مصادف با آخرین روزهای سال ۲۰۱۱ میلادی تیم برنامه کپلر خبر از کشف ۲۳۲۶ سیاره جدید فراخورشیدی شامل ۲۰۷ سیاره با ابعادی مشابه زمین و ۶۸۰ ابر زمین دادند. کشف بزرگی که به تنهایی تقریبا ۲۰۰ برابر تعداد تمامی سیارات شناسایی شده در تمام سال‌های گذشته به شمار می‌رفت. در این بین شاید یکی از مهم‌ترین کشفیات کپلر یافتن نخستین سیارات با ابعادی مشابه زمین بود. ستاره کپلر ۲۰ با منظومهای مرکب از ۵ سیاره که سیارات کپلر ۲۰ای و اف از نظر ابعاد شدیدا مشابه زمین هستند. با این حال این سیارات بیش از حد به ستاره خود نزدیک هستند که بتوانند در کمربند حیات جای بگیرند. پس از آن هم گروه کپلر خبر از یافتن کاندیدایی جدید دادند. کپلر 622 سیارهای 2.4 بزرگتر از زمین و ۱۵ درصد نزدیک‌تر به ستارهای خنک‌تر از ستاره ما در فاصله ۶۰۰ سال نوری از منظومه ماست؛ سیارهای که در صورت داشتن جوی مناسب صاحب آب مایع و آسمانی پوشیده از ابر است.
مردانی از ملیت‌های مختلف تیمی چند ملیتی اوایل فوریه ۲۰۱۲ از شانس دیگری برای حیات خبر دادند. این گروه سیارهای دیگر در کمربند حیات ستارهای سرد در فاصله ۲۲ سال نوری از زمین کشف کردند. سیاره GJ 667Cb چیزی حدود 4.5 برابر از زمین بزرگتر است و گردش کاملش حول ستارهاش تنها ۲۸ روز به طول می‌انجامد. اما در نهایت اینکه این ابرزمین‌های جدید واقعا میزبان حیات هستند یا نه چیزی است که به مرور زمان مشخص خواهد شد. بر اساس احتمالات ۱۰ تا ۲۰ درصد ستاره‌های مشابه خورشید ما احتمالا سیاراتی در کمربند حیاتشان دارند. البته این یک رقم کاملا یک عدد تصادفی است. از سوی دیگر بیشتر سیارات کشف شده تا امروز بیاندازه بزرگ بوده‌اند. پس سیارات فراخورشیدی با جرمی کوچکتر یکی از مهم‌ترین اهداف آینده‌اند؛ اهدافی که هنوز برای شناسایی آنها به حد کفایت توانمند نیستیم. ما هنوز نمی‌توانیم اجرام کوچک را میان س تارگان تشخیص دهیم. اما در آینده نزدیک که می‌تواند همین چند سال آینده باشد، این امکان فراهم خواهد آمد. به این ترتیب شاید در آینده نه چندان دور واقعا سیارهای پیدا کنیم که با قطعیتی بیشتر از امروز بشود آن را بهشت دیگری برای حیات به جز زمین دانست.
چه ویژگی‌هایی سیارات را زیست پذیر می‌کند؟
مهم‌ترین مشکل برای پیدا کردن سیارات زیست پذیر به پیچیدگی شرایط مناسب پیدایش حیات باز می‌گردد. مشخصا زمین تنها الگوی موجود برای یک سیاره زیست پذیر به شمار می‌رود و جست وجو برای سیارهای زمین مانند ساده‌ترین انتخاب ممکن است. سیارهای با ابعادی مشابه زمین که بتوان در آن آب را به صورت مایع پیدا کرد. همان طور که می‌دانید بدون آب حیات روی زمین ممکن نیست. آب اکوسیستم ایده آلی برای تولد حیات به وجود می‌آورد. اما حضور آب نیازمند دمای مناسب است که به قرارگیری سیاره در کمربند حیات ستارهاش بستگی دارد. کمربند حیات در یک منظومه خورشیدی به منطقه امنی اطلاق می‌شود که سیارات در صورت حضور در آن دمای مناسبی برای حیات خواهند داشت؛ یعنی نه آن قدر به ستاره خود نزدیک که به جهنمی سوزان تبدیل شوند و نه آن قدر دور که میزبان زمستانی همیشگی باشند. به بیان ساده‌تر جایی که آب را بشود به صورت مایع پیدا کرد. لازم به ذکر نیست تمام سیاراتی که در ناحیه کمربند حیات ستار مهاجای می‌گیرند صاحب آب نیستند بلکه حضور در این منطقه تنها یکی از پتانسیل‌های اصلی شرایط ظهور حیات را مهیا می‌کند. در منظومه خود ما کمربند حیات از لبه بیرونی مدار ناهید نهایتا تامدار مریخ را پوشش می‌دهد. مشخصا پهناو موقعیت این منطقه برای ستارگان مختلف متفاوت است. کمربند حیات ستارگان گرم دورتر از مرکز منظومه و کمربند حیات ستاره‌های سردبه مرکز منظومه نزدیک‌تر است. این خود تنها مقدمه‌ای است برای یافتن آب. توجه کنید وجود آب وابسته به وجود ستارهای مثل ستاره ما نیست. ستاره یک سیاره زیست پذیر می‌تواند بزرگتر یا حتی کوچکتر از خورشید ما باشد. بیشتر ستاره‌های کهکشان ماکوتوله سرخ هستند که مشخصا به مراتب از خورشید ما کوچکتر و سردترند. این موضوع به خودی خود مشکلی بر سر زیست پذیری سیاراتی که در مدار آن می‌گردند نیست. تنها به این مفهوم است که سیاره می‌بایست به مرکز منظومه نزدیک‌تر باشد. در ضمن اتمسفر نقش ویژهای در دمای سیاره بازی می‌کند؛ چراکه یک اتمسفر غلیظ خودبه خودبخشی از مشکل دما را برای سیاره حل می‌کند؛ هر چند دماهم به تنهایی برای حیات کافی نیست.
بزرگ یا کوچک مسأله این است
جرم و ابعاد سیاره نقش مهمی برای پیدایش حیات دارد. هرچه جرم و ابعاد سیاره کوچکتر شود شانس داشتن حیات نیز کمتر خواهد شد. چرا که با کاهش جرم و در نتیجه جاذبه سیارات و توانایی آنها در نگهداری اتمسفر نیز کاهش می‌یابد؛ در نتیجه هوایی برای تنفس در جو آن باقی نمی‌ماند. در ضمن سیارات کوچک در فقدان انرژی کافی، نمی‌توانند میزبان خوبی برای زمین لرزه، آتشفشان و فعالیتهای قاره‌ای باشند موضوعی که عملا برای بقای یک سیاره زیست پذیر ضروری است. ضمن آنکه این موضوع در تداوم میدان مغناطیسی سیاره هم نقش ویژهای بازی می‌کند. از طرفی سیارات بسیار بزرگ هم می‌توانند اتمسفر به مراتب غلیظ‌تری داشته باشند؛ آن قدر غلیظ که نسبت به زمین فشار و دمای به مراتب بیشتری به سطح سیاره تحمیل کنند. به علاوه اگر سیاره بزرگ باشد می‌تواند اتمسفر سنگینی از هیدروژن و هلیم داشته باشد. غول‌های گازی به جای سطحی جامد اتمسفر سنگینی دارند که هر چه پایین‌تر بروی غلیظ‌تر می‌شود. تا حدی که فشار آن قدر افزایش خواهد یافت که حضور حیات را ناممکن می‌کند به همه این موارد سرعت چرخش و مدار سیاره و استعداد ژئوشیمی مناسب را هم اضافه کنید.
صخره‌هایی در آسمان تا همین چند سال پیش اخترشناسان نمی‌دانستند
سیارات صخرهای بزرگتر از زمین نیز وجود دارد اما تلسکوپ فضایی کپلر با کشف کپلر ۱۰B که جرمی 4.5 برابر و شعاعی 1.4 برابر بیشتر از سیاره ما دارد این باور را تغییر داد. این سیاره نخستین سیارهای بود که ابر زمین نام گرفت. از آن زمان تا به امروز ابرزمین‌های بسیاری کشف شده‌اند. تنها کپلر بیش از ۲۷۰۰ سیاره حول بیش از ۲ هزار ستاره کشف کرده که از این میان ۳۵۱ سیاره ابعادی مشابه زمین دارند؛ در حالی که ۸۱۶ تای دیگر ابرزمین هستند(تا زمان نگارش این گزارش یعنی اواسط شهریور ماه ۹۲ ناسا مجموعاخیر از کشف ۴۴۵۱ سیاره داده که تنها ۹۰۳ سیاره آن تایید شده‌اند. از این میان دست کم فعلا ۵۰ سیاره کشف شده تا به امروز کاندیدای حضور در کمربند حیات هستند که از این تعداد هم تنها یکی ابعادی مشابه زمین دارد. امروزه محققان باور دارند ایرزمینهااحتمالا خیلی با زمین ما متفاوت هستند، با این حال همچنان ممکن است صاحب اقیانوس‌های وسیع واتمسفری پر از اکسیژن باشند. یک ابر زمین احتمالا وضعیت زمین شناختی فعالی دارد. این یعنی به احتمال زیاد صاحب آتشفشان‌ها و زمین لرزه‌های بزرگی هستند که با وجود طبیعت ویرانگر‌شان مواد حیاتی را به سطح سیاره می‌آورد. فعالیتهای رانش قاره‌ای همچنین باعث تعادل دما می‌شوند. به این ترتیب شایدابر زمین هاشرایط بهتری برای پدیدار شدن حیات نسب به سیارات کوچکی در ابعاد زمین داشته باشند.
