ستارهشناسان برای اولین بار در تاریخ، جوی حاوی هلیوم را در اطراف یک سیاره سنگی، زمینمانند که در منطقه قابل سکونت ستاره خود قرار دارد، شناسایی کردهاند. این کشف تاریخی مربوط به سیاره فراخورشیدی LHS 1140 b است که در فاصله ۴۸ سال نوری از زمین درگاه شده و اکنون به عنوان خوشبینانهترین کاندیدا برای بررسی شرایط حیاتآور خارج از منظومه شمسی شناخته میشود.
یک دستاورد بیسابقه در اخترزیستشناسی
پژوهش جدید که توسط کالین چروبیم (Collin Cherubim)، دکترای تازهفارغالتحصیل دانشگاه هاروارد رهبری شده، در مصاحبه با Space.com اعلام کرد: «ما در واقع هلیوم موجود در جو را مستقیماً شناسایی کردهایم و این اولین شناسایی مستقیم برای هر سیاره فراخورشیدی سنگی است که واقعاً هیجانانگیز است... و سپس این مزیت اضافه وجود دارد که در منطقه قابل سکونت قرار دارد که برای اخترزیستشناسی، قابلیت سکونت و جستجوی حیات بسیار هیجانانگیز است.»
این کشف در revista The Astrophysical Journal Letters منتشر شده و نشان میدهد که LHS 1140 b بیش از هر سیارهای که تا به حال کشف شده، معیارهای حیاتی برای حیات را برآورده میکند: سنگی بودن، وجود جو، و قرارگیری در فاصلهای از ستاره که امکان وجود آب مایع را فراهم میکند.
LHS 1140 b: سیارهای که ۱۰ سال منتظر تایید جو بود
این سیاره فراخورشیدی اولین بار در سال ۲۰۱۷ توسط تیمی به رهبری جیسون دیتمن (Jason Dittmann) کشف شد که اکنون به عنوان نویسنده مشارکت در این تحقیق جدید حضور دارد. دیتمن به Space.com میگوید: «این سیاره حدود ۱۰ سال پیش پیدا شد و ما اکنون میگوییم، خوب، این یک جو است. ما به آرامی شکاف را کم میکنیم و این جعبهها را علامت میزنیم... ما سیارهای سنگی، سیارهای با دمای مناسب پیدا میکنیم و اکنون... بالاخره یکی را پیدا کردیم که جو دارد.»
ویژگیهای کلیدی LHS 1140 b
- نوع: سیاره سنگی (سوپر زمین / Super-Earth)
- فاصله از زمین: ۴۸ سال نوری
- ستاره میزبان: کوتوله سرخ (Red Dwarf) - حدود یک سوم اندازه خورشید
- موقعیت: در منطقه قابل سکونت (Goldilocks Zone)
- ترکیب جوی: هلیوم (اولین کشف مستقیم در سیاره سنگی)
- احتمال وجود آب: بالا (بر اساس مدلسازیها)
چالش یافتن جو در سیارات ستارههای کوتوله سرخ
یکی از دلایل اصلی دشواری کشف چنین سیارههایی، ماهیت ستاره میزبان آنهاست. ستارههای کوتوله سرخ رایجترین نوع ستاره در کهکشان هستند، اما فعالیت شدید و طولانیمدت آنها (شعلههای خورشیدی و پرتاب جرم تاجی) معمولاً جو سیارات در حال گردش را به سرعت از بین میبرد. بنابراین ستارهشناسان با تردید مواجه بودند که آیا سیارات این ستارهها اصلا میتوانند جوی باقی بمانده داشته باشند.
کشف LHS 1140 b این نظریه را تقویت میکند که برخی سیارات سنگی میتوانند در برابر بادیات ستارهای مقامت کنند و جو خود را حفظ نمایند. این یافته پیامدهای عمیقی برای تخمین تعداد سیارات قابل سکونت در کهکشان راهبان است، زیرا ستارههای کوتوله سرخ بیش از ۷۰ درصد جمعیت ستارهای کهکشان را تشکیل میدهند.
آیا LHS 1140 b واقعاً شبیه زمین است؟
چروبیم تأکید میکند که این سیاره «کپی زمین» نیست، اما در دو جنبه اساسی شبیه زمین است:
- ترکیب کلی: سیاره سنگی است، احتمالاً با هسته آهنی و اکنون اثبات شده جو دارد.
- دمای سطح: به دلیل قرارگیری در منطقه قابل سکونت، دمایی دارد که آب مایع را ممکن میسازد - شرط ضروری برای حیات تا آنجا که ما میدانیم.
وی افزود: «احتمالاً آب زیادی نیز دارد. اگر مقدار معینی جو داشته باشد که بتواند اثر گلخانهای ایجاد کند، که اکنون میدانیم دارد... به احتمال زیاد شرایطی را خواهد داشت که ما روی زمین قابل سکونت میدانیم.»
آینده بررسیها: تلسکوب جیمز وب و بیند
این کشف فقط آغاز است. تلسکوب فضایی جیمز وب (JWST) با قابلیتهای پیشرفته طیفنگاری ترازی، امکان بررسی جزئیات ترکیبی جو، وجود بخار آب، متان، دیاکسید کربن و نشانههای حیات (بیوسگنچرها) را فراهم میکند. تیمهای تحقیقاتی در سراسر جهان اکنون برنامههای مشاهدات پیوسته برای LHS 1140 b را تدوین میکنند.
همچنین تلسکوبهای زمینی الجيل بعد مانند تلسکوب فوقالعظیم یوروپی (ELT) و تلسکوب مگالان велиکان (GMT) در دهه ۲۰۳۰ قادر به تصویه مستقیم و طیفنگاری با تفکیکپذیری بالا خواهند بود.
پیامدهای وسیعتر برای کاوش فراخورشیدیها
از زمان تایید اولین سیاره فراخورشیدی در سال ۱۹۹۲، بیش از ۶۰۰۰ سیاره فراخورشیدی کشف شدهاند. اما تا پیش از این کشف، هیچ یک از سیارات سنگی در منطقه قابل سکونت، جوی تایید شده نداشتند. LHS 1140 b این شکاف را پر میکند و روشهای مشاهداتی (مانند طیفنگاری ترازی در هنگام گذر سیاره از روی ستاره) را برای سیارات کوچکتر و سنگیتر اعتبارسازی میکند.
این موفقیت، امید را برای یافتن «زمین ۲.۰» تقویت میکند و نشان میدهد که تکنولوژی ما در حال رسیدن به سطح حساسیت لازم برای شناسایی جوهای نما جوهای سیاراتی است که واقعاً میتوانند حیات را پشتیبانی کنند.
