جهانهای بیگانه بسیار متفاوت با زمین ممکن است برای بیلیونها سال قابل سکونت باشند!!
طرح ما برای قابلیت سکونت سیارات فراخورشیدی فقط یک جهان در کل کیهان است: زمین. خانه ما تنها سیاره ای است که به طور قطع می دانیم حیات در آن پدید آمده است.
اما شرایط برای زندگی آن گونه که ما میدانیم ممکن است محدود به سیارات مشابه زمین نباشد، و اکنون دانشمندان نوعی از سیاره فراخورشیدی را تعیین کردهاند که ممکن است برای بیلیونها سال شرایط قابل سکونت داشته باشد.
کلید این موضوع در آب مایع است که در درازمدت جذب میشود. در اینجا روی زمین، وجود آب مایع برای پیدایش حیات حیاتی بود. با بسط این موضوع، سیارات فراخورشیدی که ممکن است قادر به حفظ آب مایع باشند، میتوانند شانس بیشتری برای پرورش حیات داشته باشند، همانطور که ما در حال حاضر آن را درک میکنیم.
تحقیقات جدید به رهبری اخترشناس ماریت مول لوس از دانشگاه زوریخ در سوئیس، به این نتیجه رسید که یک جو خوب و ضخیم از هیدروژن و هلیوم میتواند دماها و شرایط مناسب برای زندگی را برای مدت بسیار طولانی حفظ کند.
راویت هلد، اخترفیزیکدان نظری از دانشگاه زوریخ در سوئیس میگوید: «یکی از دلایلی که آب میتواند روی زمین مایع باشد، جو آن است.
با اثر گلخانهای طبیعی خود، مقدار مناسبی از گرما را برای ایجاد شرایط مناسب برای اقیانوسها، رودخانهها و باران به دام میاندازد.
با این حال، جو زمین همیشه به شکل امروزی نبود. در حال حاضر، بیشتر آن را نیتروژن و به دنبال آن اکسیژن، تنها با مقادیر کمی هیدروژن و هلیوم را تشکیل میدهد.
هنگامی که این سیاره به تازگی شکل گرفت، دارای چیزی بود که جو اولیه نامیده میشود که بیشتر از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده بود: اجزای اصلی تشکیل دهنده ابر غبار و گاز که خورشید و منظومه شمسی از آن تشکیل شدهاند.
زمین خیلی زود جو اولیه خود را احتمالاً در نتیجه چندین فرآیند، از جمله تابش خورشید جوان بسیار داغ و بمباران شهاب سنگ از دست داد.
اما این امکان وجود دارد که یک سیاره فراخورشیدی ابرزمینی – یک سیاره فراخورشیدی پرجرمتر از زمین، اما جرم کمتر از نپتون – بتواند جو اولیه خود را برای مدت طولانیتر از زمین حفظ کند.
هلد توضیح میدهد: «چنین جوهای اولیه عظیمی میتوانند اثر گلخانهای ایجاد کنند – بسیار شبیه جو زمین امروزی». بنابراین ما میخواستیم بدانیم که آیا این جوها میتوانند به ایجاد شرایط لازم برای آب مایع کمک کنند یا خیر.
برای انجام این تحقیق، تیم به شبیهسازیها، مدلسازی سیارههای فراخورشیدی با جرمهای هسته، جرم جو و فواصل مداری متفاوت از ستارههای میزبان خود روی آوردند که تیم آنها را شبیه به خورشید مدلسازی کرد.
نتایج آنها نشان داد که سیارات فراخورشیدی با اتمسفر اولیه ضخیم میتوانند در واقع به اندازه کافی گرم باشند تا حضور آب مایع را تا 10 بیلیون سال حفظ کنند.
جو سیاره فراخورشیدی
یکی از این سیارات فراخورشیدی ممکن است اینگونه به نظر برسد. (Thibaut Roger/Universität Bern/Universität Zürich)
اما هشدارهایی وجود دارد. برای جلوگیری از تشعشعات شدید ستارهای که میتواند جو اولیه را از بین ببرد، سیاره فراخورشیدی باید کاملاً از ستاره فاصله داشته باشد (تقریباً دو برابر فاصله زمین از خورشید). برای منظومه شمسی، آنقدر از خورشید دور است که هر آبی در سطح سیاره احتمالاً یخ زده است.
اما خورشید تنها منبع گرمایش سیاره نیست. برخی از دنیاها، از جمله زمین، میتوانند گرمای خود را تولید کنند که میتواند توسط تعدادی از مسیرها، مانند فرآیندهای زمین گرمایی و حضور عناصر رادیواکتیو باشد که در هنگام فروپاشی گرما تولید میکنند.
به گفته محققان، بنابراین، اگر یک سیاره فراخورشیدی در آن فاصله از ستاره میزبانش، هم جو اولیه و هم گرمایش داخلی کافی برای گرم نگه داشتن خود داشته باشد، آنگاه شرایط برای آب مایع در سطح فراهم خواهد شد.
کریستف مورداسینی، اخترفیزیکدان نظری از دانشگاه برن، میگوید: «برای بسیاری، این امر ممکن است تعجبآور باشد.
اخترشناسان معمولاً انتظار دارند که آب مایع در نواحی اطراف ستارهها اتفاق بیفتد که مقدار مناسبی از تابش را دریافت میکنند: نه بیش از حد، به طوری که آب تبخیر نشود و نه خیلی کم، به طوری که همه آنها یخ نزنند.
از آنجایی که در دسترس بودن آب مایع یک پیشنیاز احتمالی برای حیات است و پیدایش حیات احتمالاً میلیونها سال طول کشیده است، این امر میتواند افق جستجوی شکلهای حیات بیگانه را تا حد زیادی گسترش دهد. براساس نتایج ما، حتی میتواند ظهور کند. به اصطلاح سیارات شناور آزاد که به دور یک ستاره نمیچرخند.”
این مدل گرمایش داخلی میتواند به طور فرضی از حیات در جهانهایی با پوستههای یخی ضخیم، مانند قمر زحل انسلادوس و قمر مشتری اروپا، و قمرهایی را پشتیبانی کند که به دور سیارات فراخورشیدی سرکش در حال چرخش بدون لنگر در سراسر کهکشان هستند.
برای مدلسازی تیم، نیاز به قطعات زیادی دارد که دقیقاً در مکان مناسب در زمان مناسب قرار گیرند. این غیرممکن نیست – به هر حال، زمین وجود دارد، و تمام حیات روی آن نیز وجود دارد – اما ممکن است به راحتی اتفاق نیفتد.
مورداسینی گفت: “در حالی که نتایج هیجان انگیز است، اما باید آنها را یک دانه نمک در نظر گرفت. برای اینکه چنین سیاراتی برای مدت طولانی آب مایع داشته باشند، باید مقدار مناسبی جو داشته باشند. ما نمیدانیم که چقدر رایج است.”
ترجمه: سارا سیدحاتمی
منبع:
Alien Worlds Very Different to Earth Might Be Habitable For Billions of Years
MICHELLE STARR
28 JUNE 2022
https://www.sciencealert.com/some-exoplanets-unlike-earth-could-be-habitable-for-billions-of-years