زیست کره‌های زمین‌مانند روی سیارات دیگر ممکن است نادر باشند

اعتبار: دامنه عمومی Pixabay / CC0

تجزیه و تحلیل جدید سیارات فراخورشیدی شناخته شده نشان داده است که شرایط شبیه زمین در سیارات قابل سکونت ممکن است بسیار نادرتر از آنچیزی باشد که تصور می‌شد. این کار بر روی شرایط لازم برای ایجاد فتوسنتز مبتنی بر اکسیژن در یک سیاره متمرکز است که زیست‌کره‌های پیچیده‌ای از نوع موجود در زمین را امکان‌پذیر می‌کند.

تعداد سیارات تایید شده در کهکشان راه شیری ما اکنون به هزاران سیاره رسیده است. با این حال سیاره‌هایی که هم مانند زمین هستند و هم در منطقه قابل سکونت – منطقه‌ای در اطراف یک ستاره که در آن دما برای وجود آب مایع روی سطح مناسب است – بسیار کمتر مشاهده می‌شوند.

در حال حاضر، فقط تعداد معدودی از این سیارات فراخورشیدی سنگی و بالقوه قابل سکونت شناخته شده‌اند. با این حال، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که هیچ یک از اینها شرایط نظری برای حفظ بیوسفر زمین مانند با استفاده از فتوسنتز “اکسیژنیک” را ندارد – مکانیزمی که گیاهان روی زمین برای تبدیل نور و دی اکسیدکربن به اکسیژن و مواد مغذی استفاده می‌کنند.

فقط یکی از این سیارات نزدیک به دریافت تابش ستاره‌‌ای است که برای حفظ یک زیست کره بزرگ ضروری است: کپلر 442b planet ، سیاره‌ای سنگی با جرمی تقریباً دو برابر جرم زمین، که در حدود 1200 سال نوری از ما دور یک ستاره نسبتاً داغ می‌چرخد.

این مطالعه با جزئیات بررسی کرد که چه مقدار انرژی توسط یک سیاره از ستاره میزبان آن دریافت می‌شود و اینکه آیا موجودات زنده قادر به تولید موثر مواد مغذی و اکسیژن مولکولی، هر دو عنصر اساسی برای زندگی پیچیده هستند، همانطور که می‌دانیم این امر از طریق فتوسنتز طبیعی اکسیژن است.

با محاسبه میزان تابش فعال فتوسنتزی (PAR) که یک سیاره از ستاره خود دریافت می‌کند، تیم تحقیق کشف کرد که ستارگان در حدود نیمی از دمای خورشید ما نمی‌توانند زیست‌کره‌های زمین مانند را حفظ کنند زیرا انرژی کافی را در محدوده طول موج صحیح تأمین نمی‌کنند. فتوسنتز اکسیژن هنوز هم ممکن است، اما چنین سیاراتی نمی‌توانند یک زیست کره غنی را حفظ کنند.

سیاره‌های اطراف حتی ستاره‌های خنکتری که به کوتوله‌های قرمز معروف هستند و تقریباً به یک سوم دمای خورشید می‌رسد، نمی‌توانند انرژی کافی برای فعال کردن فتوسنتز را دریافت کنند. ستاره‌هایی که از خورشید گرمتر هستند بسیار درخشان‌ترند و در دامنه لازم برای فتوسنتز موثر تا 10 برابر بیشتر از کوتوله‌های قرمز تابش می‌کنند، اما به طور کلی عمر کافی ندارند تا زندگی پیچیده تکامل یابد.

پروفسور جیووانی کوون نویسنده اصلی مطالعه، از دانشگاه ناپل اظهار داشت: “از آنجا که کوتوله‌های قرمز رایج‌ترین نوع ستاره در کهکشان ما هستند، این نتیجه نشان می‌دهد که شرایط زمین‌مانند در سایر سیارات ممکن است بسیار کمتر از آنچیزی باشد که امیدوار بودیم.”

ماموریتهای آینده مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) که قرار است در اواخر سال جاری به فضا پرتاب شود، این حساسیت را دارند که به جهانهای دور در اطراف ستاره‌های دیگر نگاه کنند و آنچه را که یک سیاره برای زندگی مثل زمین نیاز داریم، روشن کند.

ترجمه سارا سیدحاتمی 

منبع:

Earth-like biospheres on other planets may be rare

by Royal Astronomical Society

https://phys.org/news/2021-06-earth-like-biospheres-planets-rare.html