کشف سیاره‌ای بالقوّه شبیه به زمین در دامنۀ زندگی نزدیک‌ترین ستاره به ما

Print Friendly, PDF & Email
دان برت / برگردان: آرام نوبختویراستار: امید علی­زاده

مقدمۀ مترجم: پس از چندین هفته شایعات و گزارش های تأیید نشده، نهایتاً دانشمندان اروپایی رسماً اکتشاف دنیایی شبیه به زمین را در حوالی «پراکسیما قِنطورِس»- نزدیک ترین ستاره به خورشید با فاصلۀ ۴.۲ سال نوری- اعلام کردند. سیارۀ جدید به نام «پراکسیما بی» که به دور این ستاره در گردش است، به لحاظ نظری در «دامنۀ زندگی» قرار می گیرد؛ یعنی ناحیه ای که آب می تواند به صورت مایع روی سطح سیاره وجود داشته باشد. هنوز اطلاعاتی در این باره در دست نیست که آیا «پراکسیما بی» از اتمسفر، آب یا سایر خصوصیاتی که امکان حیات را افزایش می دهند برخودار است یا خیر. با استفاده از «تکنیک دوپلر» دانشمندان قادر شده اند که وجود یک سیارۀ نزدیک را با مشاهدۀ کشش گرانشی آن بر ستارۀ مادر نتیجه بگیرند. «پراکسیما بی»، با جرمی حداقل ۱.۳ برابر زمین، با فاصله ای تقریباً معادل ۷.۵ کیلومتر از ستارۀ مادر خود، هر ۱۱.۲ روز به دور آن گردش دارد و تقریباً ۶۰ درصد پرتو نوری را که زمین از خورشید می گیرد، به خود اختصاص می دهد. در نتیجه بدون وجود یک اتمسفر، سطح آن می بایست از دمای تعادلی منفی ۴۰ درجه برخودار باشد (اگر بخواهیم قیاس کنیم، دمای سطح زمین بدون وجود اتمسفر، منفی ۲۰ درجۀ سلسیوس می بود).

در سال های پیش رو اگر دانشمندان بتوانند اثبات کنند که وجود سیاراتی شبیه زمین- مانند «پراکسیما بی»- در اطراف «کوتوله های سرخ» رایج است، ادله ای قوی نیز به نفع وجود حیات در کهکشان به دست خواهند داد.

پس از کشف امواج گرانشی، این دومین تحول علمی خبرساز بوده است. همۀ این ها در شرایطی است که بُن بست سرمایه داری، حیات روی زمین را به ورطۀ نابودی کشیده است. گذشته از جنگ های خانمان برانداز و نابودی گستردۀ نیروهای مولد، گرمایش زمین (به ویژه به دلیل استفاده از سوخت های فسیلی) به مرحله ای هشداردهنده رسیده است. گزارش جدید ناسا اعلام می کند که آهنگ گرمایش جهانی در هزار سال گذشته بی سابقه بوده است. پژوهش جدیدی که محققان «مؤسسۀ ماکس پلانک» انجام داده اند، نشان می دهد که با تداوم روال کنونی، تا سال ۲۰۵۰ گرمای شدید بخش هایی از خاورمیانه و افریقا را غیرقابل سکونت خواهد کرد.

این که انسان توانسته به دستاوردهای خیره کنندۀ علمی نظیر اکتشاف فوق دست یابد، اما ناتوان از حلّ ابتدایی ترین نیازهای اجتماعی بوده است، نه به دلیل نبود ظرفیت های تکنیکی، بلکه به دلیل ساختار اقتصادی-اجتماعی حاکم، یعنی سرمایه داری است که در آن همه چیز تابع اصل سود می شود؛ ولو این که نتیجۀ آن به سادگی نابودی کامل بشریت باشد. به همین دلیل است که انقلاب و سوسیالیسم با فوریت و اضطرارِ هرچه بیش تر در دستور روز قرار می گیرد. این تنها گزینه برای تغییر چنین سرنوشت محتومی است. با رها کردن نیروهای مولد از حصار تنگ مالکیت خصوصی بر ابزار تولید اجتماعی و دولت-ملت های رقیب است که بنیان واقعی برای جهش نیروهای مولد و رشد هارمونیک انسان و طبیعت فراهم می آید.

***

کشف سیاره ای شبیه به زمین در دامنۀ زندگی (۱) نزدیک ترین ستاره به ما

یک تیم ۳۱ نفره از اخترشناسان ۱۳ مؤسسۀ جهان، خبر از کشف سیاره ای داده اند که جرم آن قدری از زمین بیش تر است و در دامنۀ زندگی نزدیک ترین ستاره به منظومۀ شمسی ما می گردد. نتایج این یافته در نشریۀ «طبیعت» به تاریخ ۲۵ اوت منتشر شد.

سیارۀ جدید به نام «پراکسیما بی» را رصدخانه های مستقر در زمین با استفاده از «روش سرعت شعاعی» کشف کردند. مبنای این روش بر آن است که نور ستاره، ترکیبی از یک طیف کامل رنگ ها را دربرمی گیرد و کشش گرانشی سیاره بر ستارۀ مادر، باعث ایجاد طیف های مختلف رنگ در نور ساتع شده می شود؛ این طیف های رنگ درست مانند اثر انگشت متمایز هستند و قابلیت مشاهده اش از زمین وجود دارد (برای مشاهدۀ چگونگی تأثیر حرکت انتقالی سیاره بر حرکت ستارۀ مادر به این مقاله رجوع کنید).

این روش با روش فضاپیمای «کپلر» برای کشف فراسیاره ها (۲) متفاوت است. فضاپیمای کپلر با نگاه به افت دوره ای شدت نور ساتع شده از یک ستاره، به نتیجۀ وجود سیاره ای می رسد که از بین ستاره و ناظر در مدار آن عبور و بخشی از نور را مسدود می کند. با این وجود این دو تکنیک مکمل یک دیگرند. درحالی که کپلر تقریباً اندازۀ فراسیاره را نشان می دهد، بررسی تغییر طیف رنگ نور یک ستاره حدّ پایین جرم فراسیاره را به ما می گوید (۳).

در نتیجه طبق محاسبات اخترشناسان، «پراکسیما بی» تقریباً ۱.۳ برابر جرم زمین است؛ هرچند هنوز اطلاعاتی دربارۀ اندازه، ترکیب یا ماهیت اتمسفر آن (به فرض وجود) نداریم. بر مبنای شناخت محدود ما از منظومه های شمسی، ترکیب این سیاره احتمالاً از جنس صخره است و نوعی اتمسفر دارد.

آن چه بیش از همه این منظومه را بی شباهت با زمین و خورشید می کند، ستارۀ مادر آن، «پراکسیما قِنطورِس» است. «پراکسیما قنطورس»، ستاره ای است با تنها ۱۲ درصدِ جرم خورشید و موسوم به «کوتولۀ سرخ». این جرم پایین، خود را به صورت خصوصیات فیزیکی بسیار متفاوتی نمود می دهد. اندازۀ این ستاره تقریباً ۱۲ درصد اندازۀ خورشید است و دمایش نصف آن و تنها جزئی ناچیز از درخشندگی خورشید را دارد. با این وجود، «پراکسیما قنطورس» نزدیک ترین ستاره به منظومۀ شمسی ما است، اما ۱۰۰ برابر کم نور تر از آن است که بتوان با چشم غیرمسلح مشاهده کرد.

از آن جا که «پراکسیما قنطورس» بسیار کم نور و تاریک است، دامنۀ زندگی آن-یعنی ناحیه ای که آب می تواند در سطح سیاره وجود داشته باشد- به مراتب بیش تر به خود ستاره نزدیک است تا به خورشید. «پراکسیما بی» که در فاصله ای معادل با ۵ درصدِ فاصلۀ زمین و خورشید (تقریباً ۴.۶ مایل) به گرد ستارۀ خود گردش دارد، در این دامنه می افتد و تقریباً ۶۰ درصد تشعشعات خورشید را که به زمین می رسد دریافت می کند.

در یک مقیاس زمانی کوتاه در قیاس با عمر منظومه، حرکت وضعی این دنیای نزدیک به ما اصطلاحاً به حرکت انتقالی خود قفل خواهد شد- درست همان طور که سیارۀ تیر به خورشید قفل می شود و ماه به زمین. بسته به ماهیت این قفل شدگی، می تواند این حالت وجود داشته باشد که تنها نیمی از این سیاره روشن باشد و نیم دیگر در تاریکی دائمی. درست همان طور که ماه نیز تنها یک رخ خود را به زمین نشان می دهد (۴).

احتمال دیگر این است که حرکت انتقالی و حرکت وضعی چنان درهم تنیده باشند که وقتی سیاره نزدیک ترین فاصله را با ستاره اش دارد، آن نیمۀ سیاره با ستاره همراستا شود. در نتیجه چنان چه آب مایعی وجود داشته باشد، احتمالاً تنها نزدیک به خط استوای سیاره یا نزدیک به مرکز نیم کرۀ همیشه روشن آن خواهد بود.

حرکت انتقالی نزدیک، باعث یک چالش دیگر در برابر امکان بالقوۀ حیات می شود: در همان حال که ستارۀ مادر گرمایی کم تر از خورشید دارد، اما می تواند به طور نامرتب تا ۴۰۰ برابر پرتوهای اشعۀ ایکس و فرابنفشی را که از خورشید به زمین می تابد به سطح این سیاره تابش کند. تأثیر بلندمدت این امر بر اتمسفر سیاره معلوم نیست.

اگر انسان ها به «پراکسیما بی» قدم بگذارند، با آسمانی بسیار متفاوت از آن چه در زمین می بینیم رو به رو خواهند شد. پراکسیما سه برابر اندازۀ خورشید در آسمان به نظر خواهد داشت. دو ستارۀ آلفا قنطورس اِی و بی در مجاورت هم، ۱۰ برابر بیش تر از سیارۀ زهره (ونوس) ما روشنایی خواهند داشت و با چشم به زحمت می توان این یک جفت ستاره را از هم تمییز داد. اگر از آن قسمت سیاره که با نور ستاره روشن است نگاه کنیم، سایر ستاره ها ناپیدا خواهند بود.

کشف «پراکسیما بی»، ۲۱ سال پس از کشف اولیۀ سیاره ای در اطراف یک ستارۀ معمولی دیگر صورت گرفته است. در آن مقطع بالغ بر ۳ هزار و ۵۰۰ مورد از چنین سیاره هایی یافت شده بودند. قریب به ۱ میلیارد ستاره تاکنون فهرست شده اند، اما کشف سیاره های کوچک تر، سبک تر و به شدت تاریک تر در حوالی آن ها نشان دهندۀ یک چالش تکنیکی قابل توجه است. این گفته در مورد تمامی روش های یافتن فراسیاره ها صدق می کند.

نزدیکی «پراکسیما بی»، آن را به هدفی عالی برای بررسی های بیش تر به منظور فهم جهان های مشابه زمین تبدیل می کند. کشف سیاره ای که بالقوه شبیه به زمین است، تخیل میلیون ها نفر از مردم جهان را برانگیخته است. ایده های عجیب اما محتملی مانند سفر به فضا چندان دور نیستند.

۲۷ اوت ۲۰۱۶

توضیحات مترجم:

۱- دامنۀ زندگی (Habitable Zone): دامنه ای در اطراف یک ستاره است که در آن آب مایع می تواند بر سطح سیاره، به فرض وجود فشار کافی اتمسفر، وجود داشته باشد.

۲- فراسیاره (Exoplanet): سیاره ای که به گرد ستاره ای به غیر از خورشید گردش دارد. در این جا «پراکسیما بی»، فراسیاره ای است که به گرد ستارۀ مادر، «پراکسیما قنطورس»، دوران دارد.

۳- اگر ستارۀ مادر و سیاره ای را در نظر داشته باشیم که هر دو به دور گرانیگاه یا مرکز ثقل یکسانی گردش دارند، در آن صورت وقتی ستاره از ما دور می شود، امواج نور ساتع شده از آن به سمت منتهی الیه قرمز طیف رنگ ها «انبساط» پیدا می کنند. در عوض وقتی ستاره به سمت ما نزدیک می شود، امواج نور ساتع شده از ستاره به منتهی الیه آبی طیف رنگ ها «منقبض» می شوند.

۴- این «قفل» (Lock) زمانی امکان پذیر است که خودِ منظومه طی دوره ای زمانی باثبات بوده باشد. نوع قفل شدگی بستگی به شماری از عوامل دارد. اگر مدار حرکت انتقالی سیاره به دور ستارۀ مادر دایره ای باشد، در آن صورت گردش سیاره به دور خودش (حرکت وضعی) تقریباً به طور قطع «هماهنگ» خواهد بود و به این ترتیب همیشه یک نیم کرۀ آن است که با ستاره در یک امتداد قرار می گیرد. با این حال هنوز محاسبۀ دقیقی از خروج از مرکز مدار «پراکسیما بی» در دست نیست تا بدانیم مدار آن مدوّر است یا نه. اگر مقدار خروج از مرکز (e)، صفر باشد، در آن صورت مدار مذکور دایره شکل است و اگر بین صفر و یک باشد، بیضی. در حال حاضر مقدار e برای «پراکسیما بی» کم تر از ۰.۳۵ تخمین زده شده است (e<0.35). در چنین مدارهایی به احتمال بسیار زیاد قفل شدگی حرکت انتقالی-وضعی سیاره هماهنگ نیست.

دریافت فایل (PDF) همراه تصاویر:

https://eghdamkargaari.files.wordpress.com/2016/08/earth-like-planet.pdf

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

+ 38 = 42