نوع جدید سیاره فراخورشیدی!

جهان‌های نیمه سنگی و نیمه آب می‌توانند اقامتگاه هایی برای زندگی باشند!!

این یافته می‌تواند جستجو برای حیات بیگانه را تقویت کند.

تصویر هنری از دنیای نیمه‌سنگی و نیمه آب که به دور یک ستاره کوتوله قرمز می‌چرخد. (اعتبار تصویر: Pilar Montañés (@pilar.monro))

به گفته محققان، نوع جدیدی از سیاره فراخورشیدی – که نیمی از آن از سنگ و نیمی از آب ساخته شده است – در اطراف رایج‌ترین ستاره‌های جهان کشف شده است که ممکن است پیامدهای بزرگی در جستجوی حیات در کیهان داشته باشد.

کوتوله‌های سرخ رایج‌ترین نوع ستاره‌ها هستند که بیش از ۷۰ درصد از جمعیت ستارگان جهان را تشکیل می‌دهند. این ستارگان کوچک و سرد هستند، معمولاً حدود یک پنجم جرم خورشید و تا 50 برابر کم نورتر هستند.

این واقعیت که کوتوله‌های قرمز بسیار رایج هستند، دانشمندان را به این فکر واداشته است که آیا آنها بهترین فرصت برای کشف سیاراتی هستند که می‌توانند حیاتی را داشته باشند که ما آن را روی زمین می‌شناسیم. به عنوان مثال، در سال 2020، ستاره‌شناسانی که Gliese 887، درخشان‌ترین کوتوله قرمز آسمان ما در طول‌موج‌های مرئی نور را کشف کردند، ممکن است میزبان سیاره‌ای در منطقه قابل سکونت خود باشند، جایی که دمای سطح برای میزبانی آب مایع مناسب است.

برداشت هنری از منظره‌ای از دنیای نیمه سنگ و نیمه آب. (اعتبار تصویر: Pilar Montañés (@pilar.monro))

با این حال، این که آیا جهان‌هایی که به دور کوتوله‌های قرمز می‌چرخند به طور بالقوه قابل‌سکونت هستند یا خیر، تا حدودی به دلیل عدم درک محققان از ترکیب این جهان‌ها، نامشخص است. تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که سیارات فراخورشیدی کوچک – آنهایی که قطرشان کمتر از چهار برابر زمین است – که به دور ستاره‌های خورشیدمانند در حال گردش هستند، معمولاً سنگی یا گازی هستند و دارای جو نازک یا غلیظی از هیدروژن و هلیوم هستند.

در مطالعه جدید، اخترفیزیکدانان به دنبال بررسی ترکیب سیارات فراخورشیدی در اطراف کوتوله‌های قرمز بودند. آنها بر روی جهان‌های کوچکی که در اطراف کوتوله‌های قرمز نزدیک‌تر و در نتیجه روشن‌تر و آسان‌تر مشاهده شده‌اند، تمرکز کردند که توسط ماهواره بررسی سیارات فراخورشیدی گذر ناسا (TESS) مشاهده شد.

ستارگان بسیار درخشان‌تر از سیارات خود هستند، بنابراین ستاره‌شناسان نمی‌توانند بیشتر سیارات فراخورشیدی را مستقیما ببینند. در عوض، دانشمندان معمولاً سیارات فراخورشیدی را از طریق تأثیراتی که این جهان‌ها بر ستاره‌هایشان می‌گذارند، تشخیص می‌دهند، مانند سایه‌ای که هنگام عبور سیاره از مقابل ستاره‌اش، یا کشش گرانشی کوچک بر روی حرکت ستاره که توسط یک سیاره در حال چرخش ایجاد می‌شود.

دانشمندان با گرفتن سایه‌ای که هنگام عبور یک سیاره از مقابل ستاره خود ایجاد می‌شود، می‌توانند قطر سیاره را پیدا کنند. با اندازه‌گیری کشش گرانشی کوچکی که یک سیاره به یک ستاره وارد می کند، محققان می‌توانند جرم آن را پیدا کنند.

در مطالعه جدید، اخترفیزیکدانان در نهایت 34 سیاره فراخورشیدی را که اطلاعات دقیقی در مورد قطر و جرم داشتند، تجزیه و تحلیل کردند. این جزئیات به محققان کمک کرد تا چگالی این دنیاها را تخمین بزنند و ترکیبات احتمالی آنها را استنتاج کنند.

رافائل لوک، اخترفیزیکدان دانشگاه شیکاگو، یکی از نویسندگان این مطالعه، در مصاحبه‌ای به Space.com گفت: ما می‌توانیم این دنیاها را به سه خانواده تقسیم کنیم. آنها علاوه بر 21 سیاره سنگی و هفت سیاره گازی، شش نمونه از نوع جدیدی از سیاره فراخورشیدی را پیدا کردند که تقریباً از نیمه سنگ و نیمه آب به صورت مایع یا یخ ساخته شده است.

لوک در بیانیه‌ای گفت: دیدن شواهدی مبنی بر این‌همه دنیاهای آبی که به دور رایج‌ترین نوع ستاره در کهکشان می‌چرخند، شگفت‌انگیز بود.

مدل‌های شکل‌گیری سیاره‌ای دانشمندان نشان می‌دهد که سیارات کوچکی که آنها کشف کردند احتمالاً به سه روش مختلف تکامل یافته‌اند. سیارات سنگی ممکن است از مواد نسبتاً خشک نزدیک ستارگانشان تشکیل شده باشند.

جمعیت‌شناسی سیارات کوچک اطراف ستاره‌های کوتوله قرمز. (اعتبار تصویر: رافائل لوکه (دانشگاه شیکاگو)، پیلار مونتانیس (@pilar.monro)، گابریل پرز (موسسه اخترفیسیکا د کاناریاس)، و کریس اسمیت (مرکز پرواز فضایی گوددارد ناسا))

انریک پاله، اخترفیزیکدان موسسه اخترفیزیک جزایر قناری، یکی از نویسندگان این مطالعه، به Space.com گفت: سیارات سنگی کوچک چگالی “تقریباً مشابه زمین” دارند. “این بدان معناست که ترکیب آنها باید بسیار بسیار شبیه باشد.”

در مقابل، سیارات آبکی احتمالاً از مواد یخی به وجود آمده اند و دور از ستارگان خود به دنیا آمده‌اند، از «خط یخ» که دمای سطح در آن در حال انجماد است. آنها بعداً به جایی مهاجرت کردند که ستاره‌شناسان آنها را شناسایی کردند.

سیارات گازدار نیز غنی از آب هستند و ممکن است به روشی مشابه سیارات آبکی شکل گرفته باشند. با این حال، آنها احتمالاً در ابتدا جرم بیشتری داشتند و بنابراین می‌توانستند قبل از ورود به داخل، اتمسفر هیدروژن و هلیوم را در اطراف خود جمع کنند.

به گفته محققان، اگرچه سیارات سنگی از نظر آب نسبتاً فقیر و سیارات پرآب غنی از آن هستند، اما ممکن است این بدان معنا نباشد که اولی خشک و دومی پوشیده از اقیانوس است.

پاله می‌گوید: «زمین تنها 0.02 درصد از جرم خود را به شکل آب دارد، که از دیدگاه اخترفیزیک، آن را به یک دنیای خشک تبدیل می‌کند، حتی اگر سه چهارم سطح آن را آب پوشانده باشد. در مقابل، اگرچه سیارات آبی که محققان کشف کردند نیمه آب هستند، “این لزوماً به این معنی نیست که آنها اقیانوس‌های عظیمی در سطح خود دارند.” “به نظر می‌رسد آب با سنگ مخلوط شده است.”

لوک گفت که تحقیقات آینده می‌تواند ببیند که آیا این سه نوع جهان در اطراف ستارگان بزرگتر نیز یافت می‌شوند یا خیر. لوک در این مصاحبه گفت: «نسل جدیدی از ابزارها در تلسکوپ‌های زمینی، به ویژه در ایالات متحده و اروپا، ما را قادر می‌سازد تا این اندازه‌گیری‌ها را انجام دهیم.

جهت دیگری که باید پیگیری کرد، بررسی ترکیبات و خواص این جهان‌های آبی است. لوک در این مصاحبه گفت: «با تلسکوپ فضایی جیمز وب، می‌توانیم جو آن‌ها را، در صورت وجود، تجزیه و تحلیل کنیم و ببینیم که چگونه آب را ذخیره می‌کنند. “این به ما چیزهای زیادی در مورد شکل‌گیری و تکامل و ساختار داخلی آنها خواهد گفت.”

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

New class of exoplanet! Half-rock, half-water worlds could be abodes for life

By Charles Q. Choi

 https://www.space.com/water-rich-exoplanets-red-dwarfs-potentially-habitable