ستارهشناسان موفق به کشف اتمسفر در یک سیاره صخرهای زیستپذیر شدند
تلاش برای یافتن حیات در فراتر از مرزهای منظومه شمسی همواره یکی از جذابترین و هیجانانگیزترین بخشهای اخترشناسی مدرن بوده است. انسان همواره با نگاه به آسمان شب این پرسش را مطرح کرده که آیا ما در این پهنه گیتی تنها هستیم یا جهانهای دیگری نیز وجود دارند که شرایط مناسبی برای میزبانی از ارگانیسمهای زنده داشته باشند. کشف اخیر دانشمندان در شناسایی اتمسفر سیاره فراخورشیدی LHS 1140b گام بسیار بزرگی در پاسخ به این پرسش دیرینه برداشته و توجه جامعه علمی را به خود جلب کرده است.
در این مقاله میخواهیم با هم بررسی کنیم که اتمسفر سیاره فراخورشیدی LHS 1140b چگونه کشف شد و چرا این موضوع تا این حد در پیشبرد تحقیقات مربوط به کشف حیات فرازمینی اهمیت دارد. آیا این سیاره واقعاً شرایطی مشابه زمین دارد یا تفاوتهای بنیادی آن با خانه ما مانع از شکلگیری زیستکره خواهد شد؟
با ما همراه باشید تا جزئیات این تحقیق علمی شگفتانگیز را مرور کنیم.
فهرست مطالب
- ۱. کشف جو در سیاره فراخورشیدی
- ۲. ویژگیهای حیاتی برای میزبانی از زندگی
- ۳. سیاره صخرهای در کمربند حیات
- ۴. اهمیت وجود اتمسفر در سیارات فراخورشیدی
- ۵. چالش بادهای ستارهای کوتولههای سرخ
- ۶. رصد فرار هلیوم از اتمسفر
- ۷. تفاوتهای کلیدی با سیاره زمین
- ۸. بقای میکروبها در جو هلیومی
- ۹. تاریخچه جستجوی اتمسفر در سیارات سنگی
- ۱۰. اهمیت طیفسنجی عبوری در نجوم مدرن
- ۱۱. چرا کوتولههای سرخ بهترین میزبانها هستند؟
- ۱۲. گامهای بعدی در شناسایی سیارات فراخورشیدی
💡مختصر و مفید
اخترشناسان موفق به شناسایی یک اتمسفر غنی از هلیوم در سیاره فراخورشیدی صخرهای LHS 1140b شدهاند که در فاصله چند ده سال نوری از ما قرار دارد. این جهان شگفتانگیز در کمربند حیات ستاره خود قرار گرفته است و دمای آن امکان وجود آب مایع را فراهم میکند. بر خلاف بسیاری از ستارههای کوتوله سرخ، ستاره میزبان این سیاره فعالیت شدیدی ندارد و اتمسفر آن را به طور کامل نابود نکرده است. این کشف بیسابقه که به کمک دادههای تلسکوپی به دست آمده است، به عنوان یکی از مهمترین نامزدهای جستجوی نشانه های حیات در فضا شناخته میشود. این دستاورد علمی میتواند نقطه عطفی در درک ما از چگونگی شکلگیری و بقای اتمسفر در جهانهای سنگی باشد.
۰۱
کشف جو در سیاره فراخورشیدی
گروهی از اخترشناسان در تحقیقات اخیر خود موفق شدند شواهدی جدی از وجود جو در یک جهان سنگی دوردست به دست آورند. این سیاره که با نام علمی LHS 1140b شناخته میشود، اولین جهان با پتانسیل زیستپذیری است که شواهد مستقیمی از داشتن اتمسفر در آن ردیابی شده است. این کشف هیجانانگیز امیدها را برای یافتن محیطهای مناسب زیست در خارج از منظومه شمسی به شدت افزایش داده است.
به گفته محققان فعال در این پروژه، در حال حاضر هیچ مدرک مستقیمی مبنی بر وجود خود حیات در این سیاره وجود ندارد. با این حال حضور سه عنصر کلیدی یعنی صخرهای بودن، دمای مناسب و وجود اتمسفر نشان میدهد که تمامی پیشنیازهای ساختاری لازم برای آغاز و تداوم زندگی در این جهان مهیا شده است.
۰۲
ویژگیهای حیاتی برای میزبانی از زندگی
برای اینکه سیارهای از نظر زیستی مناسب تلقی شود، باید مشخصات فیزیکی ویژهای داشته باشد که شباهتهای ساختاری آن را با زمین تایید کند. صخرهای بودن یکی از شرایط اصلی است که امکان تشکیل اقیانوسها و قارهها را فراهم میکند. علاوه بر این قرارگیری در فاصله مناسب از ستاره مادر که به کمربند حیات معروف است، دمای سطحی را معتدل نگه میدارد.
عنصر سوم که اتمسفر باشد، به عنوان یک سپر محافظ عمل میکند و مانع تبخیر سریع آبهای سطحی میشود. وجود این پوشش گازی به تنظیم دمای جهانی کمک کرده و از ورود پرتوهای زیانبار کیهانی به سطح سیاره جلوگیری میکند. سیاره تازه بررسیشده تمامی این ویژگیهای اولیه را به طور همزمان داراست.
۰۳
سیاره صخرهای در کمربند حیات
این سیاره صخرهای تنها چند ده سال نوری با زمین فاصله دارد که از نظر ابعاد کیهانی همسایه نزدیک ما به شمار میرود. اولین بار در سال ۲۰۱۷ بود که اخترشناسان متوجه حضور این سیاره شدند. بررسیهای بعدی نشان داد که این جهان سنگی اگرچه از زمین سردتر است، اما از نظر اندازه و جرم کلی بزرگتر از سیاره ما ارزیابی میشود.
مدار چرخش این سیاره به دور ستارهاش به گونهای است که دمای آن نه بسیار سوزان و نه کاملاً یخزده است. این تعادل گرمایی پایداری مایعات را روی سطح تضمین میکند. یافتههای نهایی که در مجلات معتبر علمی منتشر شده، این ایده را تقویت میکند که چنین جهانهای معتدلی در کهکشان ما نایاب نیستند.
۰۴
اهمیت وجود اتمسفر در سیارات فراخورشیدی
اخترشناسان سالهاست که پوششهای گازی ضخیمی را در سیارات غولپیکر گازی مانند مشتری ردیابی کردهاند. با این حال شناسایی چنین ساختارهایی در جهانهای کوچک و صخرهای به دلیل ابعاد محدود و سیگنالهای ضعیف آنها همواره یک چالش بزرگ بوده است. این کشف جدید اثبات میکند که دنیاهای سنگی نیز میتوانند اتمسفر خود را در درازمدت حفظ کنند.
محققان با استفاده از مدلهای نظری پیچیده رفتار گازها را در اطراف سیارات صخرهای شبیهسازی کردند. این محاسبات نشان داد که عناصر سبکتر مانند هلیوم تحت شرایط خاصی میتوانند از جاذبه سیاره فرار کنند. بررسی دقیق این فرار گازی کلید اصلی اثبات وجود جو در اطراف این سیاره فراخورشیدی بوده است.
۰۵
چالش بادهای ستارهای کوتولههای سرخ
ستاره میزبان این سیاره از نوع کوتوله سرخ است که فراوانترین نوع ستاره در کهکشان راه شیری محسوب میشوند. این ستارهها معمولاً بسیار فعال بوده و طوفانهای شدیدی از ذرات باردار و پرتوهای مضر ساطع میکنند. این تشعشعات سهمگین در اغلب موارد میتوانند اتمسفر سیارات نزدیک به خود را کاملاً نابود کرده و بسوزانند.
خوشبختانه ستاره میزبان LHS 1140b نسبت به کوتولههای سرخ معمولی بسیار آرامتر و کمکارتر است. این آرامش نسبی به سیاره فرصت داده تا اتمسفر خود را در برابر بادهای ستارهای محافظت کند. همین ویژگی این سیستم ستارهای را به یکی از بهترین گزینهها برای بررسیهای زیستپذیری تبدیل کرده است.
۰۶
رصد فرار هلیوم از اتمسفر
در جریان رصدهای انجامشده با تلسکوپهای زمینی در شیلی دانشمندان عبور سیاره از مقابل ستارهاش را ثبت کردند. تحلیل نور ستاره که از میان لایههای بیرونی جو سیاره عبور میکرد نشاندهنده حضور گاز هلیوم در ارتفاعات بالا بود. این نشت گازی نشان میداد که سیاره به آرامی در حال از دست دادن ذخایر هلیوم خود به فضای بی کران است.
با این حال در رصدهای بعدی که یک سال بعد انجام شد تغییراتی در میزان فرار این گاز مشاهده گردید. این نوسانات در اتمسفر سیارات سنگی پدیدهای تازه است که پیش از این تنها در غولهای گازی مشاهده شده بود. دانشمندان این تغییرات پویا را نشانهای از زنده بودن و پویایی جو این جهان میدانند.
۰۷
تفاوتهای کلیدی با سیاره زمین
با وجود اینکه این جهان در کلاس سیارات شبهزمین قرار میگیرد اما تفاوتهای ساختاری عمیقی نیز با خانه ما دارد. برای مثال چرخش کامل این سیاره به دور ستارهاش تنها ۲۵ روز طول میکشد. علاوه بر این به دلیل قفل گرانشی یک سمت سیاره همیشه به سمت ستاره قرار دارد و سمت دیگر در تاریکی ابدی فرو رفته است.
همچنین ترکیب اصلی اتمسفر آن با نیتروژن و اکسیژن زمین متفاوت بوده و عمدتاً از هلیوم تشکیل شده است. این تفاوت در ترکیب گازی و نبود چرخه شب و روز الگوهای آب و هوایی بسیار متفاوتی را در مقایسه با آنچه ما روی زمین تجربه میکنیم ایجاد خواهد کرد.
۰۸
بقای میکروبها در جو هلیومی
شاید در ابتدا تصور شود که یک جو سرشار از هلیوم مانعی برای شکلگیری حیات باشد. اما تحقیقات آزمایشگاهی گذشته نشان دادهاند که برخی از میکروارگانیسمهای زمینی مانند مخمرها و باکتریهای خاص میتوانند در اتمسفر هلیوم خالص زنده بمانند و رشد کنند. این یافتهها مرزهای تعریف ما از محیطهای زیستپذیر را جابهجا کرده است.
کشف اتمسفر در LHS 1140b به دانشمندان کمک میکند تا درک بهتری از چگونگی تکامل سیارات سنگی و لایههای گازی آنها به دست آورند. این جهان شگفتانگیز به عنوان یک آزمایشگاه طبیعی بینظیر به ما در شناخت جایگاه زمین در کل کیهان و مسیرهای احتمالی پیدایش حیات یاری خواهد رساند.
۰۹
تاریخچه جستجوی اتمسفر در سیارات سنگی
تلاش برای ردیابی اتمسفر در دنیاهای سنگی از اواخر قرن بیستم آغاز شد. در آن دوران فناوریهای رصدی تنها قادر به شناسایی سیارات غولپیکر گازی در ابعاد مشتری بودند که به دلیل گرانش قوی جو ضخیمی داشتند. با پیشرفت ابزارهای اپتیکی و تلسکوپهای فضایی نسل جدید تمرکز دانشمندان به سمت جهانهای کوچکتر متمایل شد.
یافتن جو در دنیاهای سنگی به دلیل نازک بودن این لایهها و تاثیرات شدید ستارههای میزبان همواره با ناکامی همراه بود. پروژه رصد LHS 1140b نشان داد که ترکیب تحلیلهای نظری دقیق و رصدهای مداوم در زمان عبور سیاره میتواند این سد فناوری را بشکند و افقهای جدیدی را در نجوم رصدی باز کند.
۱۰
اهمیت طیفسنجی عبوری در نجوم مدرن
روش اصلی که اخترشناسان برای کشف جو در این سیاره به کار بردند طیفسنجی عبوری نام دارد. زمانی که سیاره از دید ما از مقابل ستاره خود عبور میکند نور ستاره از لایههای نازک اتمسفر عبور کرده و به ما میرسد. هر گاز موجود در جو طول موجهای خاصی از این نور را جذب کرده و اثر انگشت منحصربهفردی بر جای میگذارد.
در مورد LHS 1140b خطوط جذبی مشخصی از هلیوم در طیف نوری دریافتی ثبت شد که گواه قطعی بر وجود این گاز بود. این تکنیک پیشرفته به دانشمندان اجازه میدهد بدون نیاز به سفر به این جهانهای دوردست ترکیب شیمیایی دقیق لایههای هوایی آنها را از فاصله میلیونها کیلومتری تعیین کنند.
۱۱
چرا کوتولههای سرخ بهترین میزبانها هستند؟
کوتولههای سرخ به دلیل دمای پایینتر خود کمربند حیاتی بسیار نزدیکی دارند. این نزدیکی به این معنی است که سیارات زیستپذیر باید در فواصل بسیار کوتاهی به دور آنها بچرخند که این امر احتمال عبور مکرر سیاره از مقابل ستاره و در نتیجه فرصتهای رصدی بیشتر را به شدت افزایش میدهد.
اگرچه تشعشعات شدید این ستارهها یک تهدید جدی برای بقای جو سیارات است اما نمونههایی مانند ستاره میزبان LHS 1140b نشان میدهند که استثناهایی نیز وجود دارد. مطالعه این سیستمها به ما کمک میکند تا بفهمیم کدام ستارههای کمجرم در کهکشان شرایط پایدارتری برای تکامل سیستمهای اتمسفری دارند.
۱۲
گامهای بعدی در شناسایی سیارات فراخورشیدی
کشف هلیوم در جو این سیاره تنها شروع یک مسیر طولانی است. در گامهای بعدی دانشمندان تلاش خواهند کرد تا با استفاده از تلسکوپهای فضایی قدرتمندتر به دنبال نشانههایی از گازهای دیگر مانند کربن دیاکسید، متان یا بخار آب در این اتمسفر بگردند که حضور آنها میتواند نشاندهنده فعالیتهای زمینشناختی یا بیولوژیکی باشد.
شناسایی دقیق ساختار اتمسفر این جهانهای سنگی به ما کمک میکند تا مدلهای آب و هوایی دقیقی برای آنها شبیهسازی کنیم. این شبیهسازیها مشخص خواهند کرد که آیا آب مایع میتواند به صورت پایدار در سطح آنها جریان داشته باشد یا خیر که این امر کلید نهایی در تایید زیستپذیری واقعی یک سیاره خواهد بود.
سوالات متداول
جمعبندی نهایی
کشف اتمسفر هلیومی در سیاره صخرهای LHS 1140b نقطه عطفی در تاریخ اخترشناسی و جستجو برای نشانههای حیات در خارج از منظومه شمسی است. این یافته علمی ثابت میکند که جهانهای سنگی میتوانند جو خود را حتی در مجاورت ستارههای کوتوله سرخ حفظ کنند. ساختار این سیاره اگرچه تفاوتهای عمیقی با زمین دارد اما پایداری دمایی و وجود اتمسفر آن را به بهترین آزمایشگاه طبیعی برای بررسی شرایط زیستی فرازمینی تبدیل کرده است. در نهایت این دستاورد به ما کمک میکند تا جایگاه خود را در پهنه کیهان بهتر بشناسیم و به ردیابی نشانههای زیستی در جهانهای دوردست امیدوارتر شویم.
منبع: نیویورک تایمز
با بیش از ۲۰ سال نویسندگی «ترکیبی» مستمر در زمینهٔ پزشکی، فناوری، سینما، کتاب و فرهنگ.
باشد که با هم متفاوت بیاندیشیم!
این مقاله جذاب و جالب بود؟! پس برای خواندن این نوشتههای مرتبط کلیک کنید:
مطالب مرتبط
