کشف اتمسفر، منظومه تراپیست-۱ را به اولویت اول شکار حیات فرازمینی تبدیل می‌کند

یک اتمسفر ممکن است به مدت میلیاردها سال سیاره‌ای فراخورشیدی را احاطه کرده باشد و احتمال جریان یافتن آب مایع و حتی احتمال سکونت پذیری را فراهم کند. اکنون سیاره فراخورشیدی شبیه زمینی که در صورت فلکی دلو واقع شده، پس از اینکه دانشمندان دریافتند، ممکن است دارای اتمسفری با چنین ویژگی‌ها باشد، به اولویتی در جستجوی حیات فرازمینی تبدیل شده است. این سیاره یکی از هفت سیاره منظومه تراپیست-۱ است که دانشمندان ناسا فوریه سال جاری خبر کشف آن را اعلام کردند.

منظومه تراپیست-۱دارای هفت سیاره فراخورشید به ‌اندازه زمین است که به دور ستاره‌ای که تنها ۴۰ سال نوری با ما فاصله دارد، گردش می‌کنند. سه مورد از این سیارات شبیه زمین، در ناحیه گلدیلاک (کمربند حیات) قرار دارند؛ این آن‌ها را تبدیل سیارات فراخورشیدی قابل سکونتی کرده است. این هفت‌سیاره فراخورشیدی به دور ستاره میزبان خود که ستاره‌ای کوتوله و فوق سرد است و هم از لحاظ اندازه و هم نور کوچک‌تر از خورشید ما است، در مداری نزدیک‌تر از عطارد (به خورشید) گردش می‌کنند.

این سیارات که در مداری تنگ‌تر قرار دارند، دارای دوره گردش ۱.۵ و ۲.۴ روزه هستند، همچنین دیگر سیارات این منظومه فراخورشیدی، دارای دوره‌گردشی ۱۲ روزه هستند.

به گفته مناسوی لنگام، اخترشناسی از دانشگاه هاروارد: “از زمان کشف این هفت سیاره، علاقه‌مندی‌های زیادی برای استفاده از تلسکوپ‌های فضایی همچون تلسکوپ فضایی جیمز وب به وجود آمده تا امکان شناسایی اتمسفر در این سیارات و ترکیب آن را به وجود بیاورد. مشخصا حضور اتمسفر یکی از ضروریات قابل سکونت بودن یک سیاره است.”

منظومه تراپیست-۱در صورت فلکی دلو قرار دارد و حدود ۳۷۸ تریلیون کیلومتر از زمین ما فاصله دارد.

کره زمین نمونه واضحی است، تکامل حیات پیچیده و در نهایت هوشمند نیاز به اتمسفری دارد که نه تنها حاوی ترکیب مناسب گازی باشد، بلکه برای صدها میلیون و حتی میلیاردها سال پایدار باشد. به نظر می‌رسد، ششمین سیاره، منظومه تراپیست-۱، بیشترین احتمال را برای حفظ حیات در خود داشته باشد. مدل‌های شبیه‌سازی‌شده اخترشناسان نشان می‌دهد، بادهای ستاره‌ای سیارات منظومه تراپیست-۱ به‌مراتب از بادهای خورشیدی زمین، چگالی‌تر و قوی‌تر است. در سیاره Trappist-1b، اولین سیاره این منظومه که نزدیک‌ترین فاصله را به ستاره میزبان خود دارد، بادهای ستاره‌ای حدود هزار تا ۱۰ هزار برابر بادهای خورشیدی هستند که به زمین برخورد می‌کنند.

محققان در مطالعه خود نوشته‌اند:”توفان‌های خورشیدی بی‌وقفه تراپیست-۱ احتمالا به ضرر شکل‌گیری حیات در این سیارات فراخورشیدی است، چراکه اتمسفر این سیارات فراخورشیدی مداوما تغییر می‌کند و  نمی‌تواند به حالتی ثابت برسد.”

موضوع دیگر اینکه، میدان مغناطیسی قوی زمین همچون یک سپر از سیاره در برابر توفان‌های خورشیدی محافظت می‌کنند، اما بعید است، سیارات تراپیست چنین سپری داشته باشند.

این مطالعه نشان می‌دهد، سیارات منظومه تراپیست به مگنتوسفرهایی (منطقه مغناطیسی پیرامون اجرام کیهانی) به میزان ده‌ها و صدها گاوس نیاز دارند، این در حالی است که مگنتوسفر زمین تنها در حدود ۰.۵ گاوس است. بنابراین، سیارات تراپیست-۱ چگونه قادر به ایجاد مگنتوسفری قدرتمندی برای حفاظت از اتمسفر خود خواهند بود؟

منظومه تراپیست-۱ از بهترین فرصت‌ها را طی دهه آینده برای مطالعه اتمسفر سیاره‌ای در اندازه زمین فراهم خواهد کرد

ماه گذشته بود که خبر ناامید کننده مشابهی در مورد سیاره فراخورشیدی پروکسیما بی، نزدیک‌ترین سیاره فراخورشیدی به زمین منتشر شد، محققان اعلام کردند، شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد، ممکن است، این سیاره فراخورشیدی که به دور ستاره پروکسیما قنطورس می‌چرخد، به دلیل تابش تشعشات شدید ستاره میزبان خود، اتمسفرش را کاملا از دست باشد.

همچنین ستاره کوتوله میزبان پروکسیما بی، شعله‌های خورشیدی بسیار بیشتری نسبت به چیزی که ما بر روی زمین مشاهده می‌کنیم، پرتاب کرده و سیاره پروکسیما بی را با اشعه ایکس بمباران می‌کند.

محققان پیش‌بینی می‌کنند، انفجار تشعشات کیهانی در خلال ۱ تا ۳ میلیارد سال، هرگونه اتمسفر شبه زمینی را نابود کند، با توجه به این اینکه سیارات ستاره تراپیست-۱ فاصله نزدیکی نسبت به ستاره میزبان خود دارند، احتمالا بیش از زمین در معرض انفجار شدید پرتوهای ستاره مادر خود قرار گرفته باشند.

شدت بادهای ستاره‌ای منظومه تراپیست-۱ در عرض میلیون‌ها سال از تشکیل این سیارت ممکن است، اتمسفر آن‌ها را از بین برده باشد، اما سیارات دورتر از ستاره میزبان ممکن است، شانس بیشتری برای حفظ اتمسفر خود داشته باشند. به گفته اخترشناسان، باوجودی که هفتمین سیاره این منظومه ممکن است برای جاری شدن آب مایع در سطح خود، بسیار سرد باشد، اما احتمالا بیشترین شانس وجود حیات را در بین دیگر سیارات تراپیست-۱ دارد.

در گزارشی که به تائید نشریه‌های علمی رسیده، اخترشناسان نوشته‌اند: “انتظار می‌رود، سیارات بیرونی منظومه تراپیست-۱، اتمسفر خود را به مدت طولانی‌تر حفظ کرده باشند و در نتیجه شاید از زیست‌کره‌های پیچیده‌تری پشتیبانی کنند.”

زیست‌کره، بخشی از کره زمین است که در آن حیات وجود دارد. آموری تریود، دانشمند علوم سیاره‌ای در دانشگاه کمبریج است که به کشف سیارات تراپیست-۱ کمک کرده، می‌گوید: “این مطالعه در این مورد کاملا خوش‌بین است که این سیارات می‌تواند یک اتمسفر را حفظ کرده باشند. داشتن اتمسفری حاوی میزان زیادی هیدروژن، ممکن است نشانگر وجود حیات باشد. اما با این وجود هم دلیلی برای قابلیت سکونت وجود ندارد. فاصله ماه به خورشید مشابه زمین است، اما هیچ علائم حیاتی در این قمر وجود ندارد.”

اخترشناسان هم‌اکنون حدود ۳۶۰۰ سیاره فراتر از منظومه شمسی شناسایی کرده‌اند. سیارات منظومه تراپیست-۱ در مدار بسیار نزدیکی نسبت به ستاره مادر خود، ستاره کوتوله فرا سردی به اندازه مشتری می‌چرخند. این ستاره کوتوله روشنایی ۲۰۰۰ برابر کمتر از خورشید ما دارد. سیاره عطارد که در داخلی‌ترین بخش منظومه شمسی واقع شده، نسبت به هفتمین سیاره خارجی منظومه تراپیست-۱، هفت برابر دورتر از خورشید است.

سیارات منظومه تراپیست-۱ در معرض توفان‌های خورشیدی قدرتمندی قرار دارند. سیارات این منظومه برای محافظت در برابر چنین بمباران‌های خورشیدی عظیمی به مگنتوسفرهایی به میزان ده‌ها و شاید صدها گاوس نیاز دارند

مدار این هفت‌سیاره فراخورشیدی به‌قدری به هم نزدیک (فقط چند برابر فاصله زمین به ماه) است که می‌توان، ویژگی‌های زمین‌شناختی و جغرافیایی این سیارات را از سیاره همسایه‌اش مشاهده کرد. با توجه به نزدیکی مدار این سیارات به ستاره میزبان خود، به‌احتمال‌زیاد، سیارات منظومه تراپیست-۱ قفل گرانشی (قفل جزر و مدی) شده‌اند، به این معنی که همیشه رو به ستاره خود است، به‌این‌ترتیب نیمی از سیاره در تاریکی همیشگی به سر می‌برد.

تریود می‌گوید: “ما واقعا نمی‌دانیم حیات چگونه شروع شده است. برخی بر این باورند که حیات از کف اقیانوس‌ها شروع شده است. در صورتی که این فرضیه را بپذیریم و چنانچه میزان زیادی آب در سیارات تراپیست-۱ وجود داشته باشد، می‌تواند خبر خوبی برای ما باشد. اما اگر حیات روی سطح به وجود آمده باشد، میزان دریافت تابش اشعه ماوراءبنفش این سیارات اهمیت دارد. این اشعه می‌تواند موجب واکنش‌های شیمیایی برای شکل‌گیری حیات باشد، اما همچنین می‌تواند برای جهش DNA مشکل‌ساز باشد.”