در جستجوی سیارههای قابل سکونت
در جستجوی سیارههای قابل سکونت
مجله علمی ایلیاد - اخترشناسان دانشگاه مکگیل «اثرانگشتی» برای زمین درست کردهاند که میتوان از آن برای شناسایی آن دسته از سیارههای فراخورشیدی که توان پشتیبانی از حیات را دارند، استفاده کرد. دانشجوی فیزیک دانشگاه مکگیل، «ایولین مکدونالد» و استاد راهنمای او پرفسور «نیکولاس کوان» از یک دهه مشاهدات اتمسفر زمین با ماهوارهی «SCISAT» استفاده کردند تا طیفی گذرا از زمین بازسازی کنند؛ یعنی نوعی اثرانگشت برای اتمسفر زمین در قالب نور فروسرخ که وجود مولکولهای کلیدی در جستجو برای سیارههای قابل سکونت را نشان میدهد. این شاملِ وجود همزمان اوزون و متان میشود؛ دانشمندان انتظار دارند زمانی این دو را ببینند که منبعی ارگانیک برای این ترکیبات در سیاره وجود داشته باشد. چنین تشخیصی «نشانهی زیستی» نام دارد.
پروفسور کوان گفت: «یافتههای جدید میتواند به ما کمک کند تعیین کنیم در جستجوی سیارههای فراخورشیدیِ زمینمانند، دقیقاً دنبال چه چیزی باشیم. سیارههای فراخورشیدی به آن دسته از سیارههایی گفته میشود که به دور ستارهای به غیر از خورشید ما میچرخند.» ماهواره SCISAT که توسط آژانس فضایی کانادا طراحی و ساخته شده، در صدد کمک به دانشمندان است تا تحلیل لایهی اوزون زمین را با مطالعه ذرات موجود در اتمسفر و به هنگام عبور نور خورشید از درون آنها درک کنند. در کل، اخترشناسان میتوانند با بررسی تغییر نور ستاره به هنگام تابش آن در اتمسفر تشخیص بدهند که چه مولکولهایی در اتمسفر سیاره وجود دارد. ابزاری که برای این هدف استفاده شوند، باید تا آنجایی صبر کنند که سیارهای از مقابل ستاره خود رد شود. اخترشناسان میتوانند با استفاده از تلسکوپهای خیلی حساس مولکولهایی مثل کربندیاکسید، اکسیژن یا بخار آب را مورد شناسایی قرار بدهند. این شرایط میتواند نشان دهد که سیارهی مورد نظر قابل سکونت است و یا حتی مورد سکونت قرار گرفته است یا خیر؟
پروفسور کوان که طیفسنجی گذار سیارههای فراخورشیدی را در یک نشست گروهی در موسسهی فضایی مکگیل توضیح میداد، پروفسور «یی هوانگ» کارشناس اتمسفر و یکی از اعضای MSI، اعلام کرد که این روش به مطالعات انسداد خورشیدی در اتمسفر زمین شباهت دارد. از زمان کشف اول یک سیاره فراخورشیدی در دههی ۱۹۹۰، اخترشناسان وجود بیش از ۴۰۰۰ سیارهی فراخورشیدی را تایید کردهاند. اخترشناسان به دنبال آن دسته از سیارههایی هستند که توانایی پشتیبانی از حیات را داشته باشند؛ چیزی مثل زمین.
منظومهی تراپیست-۱ از جمله منظومههای نویدبخشی است که تلسکوپ فضایی جیمز وب در آیندهای نزدیک به رصدشان خواهد پرداخت. قرار است این تلسکوپ در سال ۲۰۲۱ به فضا پرتاب گردد. مکدونالد و کوان سیگنال شبیهسازی شدهای از اتمسفر یک سیاره زمینمانند ایجاد کردند. تلسکوپ فضایی جیمز وب به مطالعهی اتمسفر سیارههای فراخورشیدی خواهد پرداخت و میتواند مشخص کند آیا این سیارهها قابل سکونت هستند یا خیر؟ این تلسکوپ محصول همکاری مشترک ناسا، آژانس فضایی کانادا و آژانس فضایی اروپا است.
منظومه تراپیست-۱ با فاصلهی ۴۰ سال نوری از زمین، ۷ سیاره دارد که سه یا چهارتای آنها در ناحیه قابل سکونت قرار دارند؛ جایی که آب مایع میتواند وجود داشته باشد. به گفتهی اخترشناسان، این منظومه شاید مکان مناسبی برای جستجوی سیگنالی مشابه به اثرانگشت زمین باشد؛ چرا که سیارههای این منظومه به دور ستارهی کوتولهی نوع M میچرخند؛ نوعی ستاره که کوچکتر و سردتر از خورشید ماست.
مک دونالد این گونه توضیح داد: «تراپیست-۱ ستارهی کوتولهی قرمز نزدیکی است و سیارههای آن بهترین هدف برای طیفسنجی گذار هستند. چون این ستاره کوچکتر از خورشید است؛ لذا مشاهده سیارههای آن کار نسبتاً راحتی است. افزون بر این، این سیارهها در فاصلهی نزدیکی به ستاره خود گردش میکنند؛ پس هر چند روز یکبار گذار صورت میگیرد. البته حتی اگر یکی از سیارهها توانایی پشتیبانی از حیات را داشته باشد، انتظار نداریم اتمسفر آن مشابه اتمسفر زمین باشد، زیرا ستارهی آن تفاوتهای زیادی با ستاره ما دارد.»
بر اساس تجزیه و تحلیل دانشمندان، این موضوع تایید شده که تلسکوپ فضایی جیمز وب از قدرت و حساسیت کافی برای شناسایی کربندیاکسید و بخار آب برخوردار خواهد بود. شاید این تلسکوپ حتی بتواند نشانهی زیستی متان و اوزون را نیز شناسایی کند؛ البته اگر زمان کافی را برای مشاهده سیارهی هدف در اختیار داشته باشد. دانشمندان ابراز امیدواری کردهاند که از اولین کسانی باشند که موفق به کشف نشانههای حیات در ورای سیارهمان میشوند. یافتههای این تحقیق در ماهنامه جامعه اخترشناسی سلطنتی منتشر گردید.