تراپیست-1 دو برابر خورشید سن دارد

فوریه سال جاری بود که خبر کشف هفت سیاره شبیه زمین در منظومه‌ای به نام تراپیست-1، هیجان‌های زیادی در بین اخترشناسان و در بین علاقه‌مندان به فضا به وجود آورد. این منظومه ستاره کوتوله سرخ،  دارای هفت سیاره فراخورشیدی به‌اندازه زمین است که تنها ۴۰ سال نوری با ما فاصله دارند.

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.

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.

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.

منظومه تراپیست-۱در صورت فلکی دلو قرار دارد و حدود ۳۷۸ تریلیون کیلومتر از زمین ما فاصله دارد. به عقیده اخترشناسان، منظومه تراپیست-۱، بهترین فرصت‌ها را طی دهه آینده برای مطالعه اتمسفر سیاره‌ای در اندازه زمین فراهم خواهد کرد
منظومه تراپیست-۱در صورت فلکی دلو قرار دارد و حدود ۳۷۸ تریلیون کیلومتر از زمین ما فاصله دارد. به عقیده اخترشناسان، منظومه تراپیست-۱، بهترین فرصت‌ها را طی دهه آینده برای مطالعه اتمسفر سیاره‌ای در اندازه زمین فراهم خواهد کرد

اما به‌مرور که اطلاعات اخترشناسان در مورد این سیاره‌های خاکی و ستاره میزبانشان بیشتر شد، خبرهای ناامیدکننده بیشتری در این مورد به گوش رسید.  اکنون تیمی از اخترشناسان از مجموعه مختلفی از اطلاعات تلسکوپ‌های زمینی و فضایی را برای تخمین سن ستاره تراپیست-1 بهره برده‌اند. به نظر می‌رسد، سن این کوتوله سرخ، بین 5.4 میلیارد تا 9.8 میلیارد سال است. خورشید ما، تنها 4.5 میلیارد سال سن دارد.

آدام بورگسر، یکی از محققان این مطالعه از دانشگاه ایالتی کالیفرنیا در سن دیگو که قرار است، مطالعه و او همکارانش به‌زودی در نشریه ” The Astrophysical ” منتشر شود، به Gizmodo، گفت: “ما زمانی که ستاره‌ای را کشف می‌کنیم، بلافاصله می‌توانیم به سنش پی ببریم، بلکه به دنبال شرایط فعلی ستاره می‌گردیم. بنابراین، باید به دنبال سرنخ‌هایی از نحوه تغییر ستاره در طول زمان بگردیم.”

برگسر و همکارش، اریک مامایک، معاون برنامه اکتشاف سیارات فراخورشیدی ناسا، از اطلاعات مختلفی برای تخمین سن این ستاره بهره برده‌اند. این اخترشناسان برای این منظور، عواملی همچون، سرعت گردش تراپیست-1 به دور کهکشان راه شیری و ترکیبات جو سیارات این منظومه را بررسی کرده‌اند.

درک سن ستاره میزبان این منظومه کوتوله سرخ، می‌تواند تاثیر زیادی روی جستجوی حیات در سیارات این منظومه داشته باشد. برگسر گفت: “زمانی که تکامل و حیات بالقوه این سیارات را در نظر می‌گیریم،  فهمیدن سن، اهمیت بسیاری زیادی دارد. برای شکل گرفتن حیات پیچیده در زمین، حدود 4 میلیارد سال زمان نیاز است، بنابراین به دنبال پاسخ به این سوال هستیم که اگر در سیارات نوعی از حیات وجود داشته باشد، نیاز به چه میزان زمانی برای تکامل داشته است؟”

واضح است که سکونت پذیری سیارات منظومه تراپیست-1، بحثی مناقشه آمیز در بین اخترشناسان است و اختلاف‌نظرهای بی‌شماری در این مورد وجود دارد. برخی اخترشناسان می‌گویند که حیات احتمالا با توجه به فاصله نزدیک این سیارات به ستاره میزبانشان، نمی‌توانسته در این سیارات جریان داشته باشد. کوتوله‌های کلاس ام، همچون تراپیست-1، به داشتن توفان‌های خورشیدی بزرگ معروف هستند و برخی اخترشناسان هم بر این باورند که این توفان‌ها می‌توانسته‌اند، جو این سیارات را از بین برده باشد.

تصویر هنری از منظومه تراپیست-1. از زمان کشف منظومه تراپیست-۱ در اوایل ۲۰۱۷، مناقشات و بحث‌های زیادی در جامعه نجومی فضایی درگرفته است. سیارات منظومه تراپیست-۱ سیارات فراخورشیدی شبیه زمینی هستند که در صورت فلکی دلو واقع شده‌اند. منظومه تراپیست-۱دارای هفت‌سیاره فراخورشید به ‌اندازه زمین است که به دور ستاره‌ای که تنها ۴۰ سال نوری با ما فاصله دارد، گردش می‌کنند
تصویر هنری از منظومه تراپیست-1. از زمان کشف منظومه تراپیست-۱ در اوایل ۲۰۱۷، مناقشات و بحث‌های زیادی در جامعه نجومی فضایی درگرفته است. سیارات منظومه تراپیست-۱ سیارات فراخورشیدی شبیه زمینی هستند که در صورت فلکی دلو واقع شده‌اند. منظومه تراپیست-۱دارای هفت‌سیاره فراخورشید به ‌اندازه زمین است که به دور ستاره‌ای که تنها ۴۰ سال نوری با ما فاصله دارد، گردش می‌کنند

مدل‌های شبیه‌سازی‌ آن‌ها نشان می‌دهد که 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.

اخترشناسان می‌گویند که توفان‌های ستاره‌ای بی‌وقفه تراپیست-۱ احتمالا به ضرر شکل‌گیری حیات در این سیارات فراخورشیدی است، چراکه جو 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.

در واقع سیارات منظومه تراپیست -1، 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 جو خود خواهند بود؟ علاوه بر این، نزدیکی این سیارات به ستاره تراپیست-1 در چنین زمان طولانی با توجه به بمباران‌های اشعه‌های پرانرژی، می‌توانسته آب‌های موجود در سطح این سیارات را به‌کلی تبخیر کرده باشد.

اخترشناسان پیش‌بینی می‌کنند که انفجار تشعشات کیهانی در خلال ۱ تا ۳ میلیارد سال، هرگونه جو 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.

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
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

شدت بادهای ستاره‌ای منظومه تراپیست-۱ در عرض میلیون‌ها سال از تشکیل این سیارات ممکن است، جو 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 همین حال، اخترشناسان دیگری هم هستند که تصور می‌کنند، حیات می‌تواند در نواحی خاصی از منظومه تراپیست-1 وجود داشته باشد. اما واقعیت این است که 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 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 دی‌ان‌ای مشکل‌ساز باشد.

یکی دیگر از فرضیاتی که در مورد امکان شکل‌گیری حیات در سیارات این منظومه مطرح‌شده، احتمال مهاجرت حیات بین سیاره‌ای است. درواقع بر اساس مطالعه‌ای که در اواسط ژوئن منتشر شد، اخترشناسان اعلام کردند که به‌احتمال زیاد اگر نوعی از حیات در این سیارات وجود داشته باشد، ممکن است، به طریقی همچون پرتاب سنگی به سیاره همسایه مهاجرت کرده باشد.

آن‌ها با محاسبات مختلف دریافتند که اگر یکی از این سیارات فراخورشیدی دارای حیات احتمالا میکروارگانیسمی باشد، شانس مهاجرت حیات به یک سیاره دیگر منظومه تراپیست-۱ تا ۱۰۰ برابر بیشتر از مهاجرت حیات بین زمین و مریخ است و البته احتمال وجود حیات بالقوه در یکی از سیارات منظومه تراپیست-۱ چندان نامحتمل نیست.

اگر در یکی از هفت سیاره منظومه تراپیست-۱ ایستاده باشید و به آسمان خیره شده باشید، به احتمال زیاد می‌توانید، ابرها، حتی دهانه‌ها، دره‌ها و کوه‌های سیاره همسایه را ببینید. سیارات منظومه تراپیست-۱ خیلی به هم نزدیک هستند، بنابراین به‌احتمال زیاد اگر نوعی از حیات در این سیارات وجود داشته باشد، ممکن است، به طریقی همچون پرتاب سنگی به سیاره همسایه مهاجرت کرده باشد
اگر در یکی از هفت سیاره منظومه تراپیست-۱ ایستاده باشید و به آسمان خیره شده باشید، به احتمال زیاد می‌توانید، ابرها، حتی دهانه‌ها، دره‌ها و کوه‌های سیاره همسایه را ببینید. سیارات منظومه تراپیست-۱ خیلی به هم نزدیک هستند، بنابراین به‌احتمال زیاد اگر نوعی از حیات در این سیارات وجود داشته باشد، ممکن است، به طریقی همچون پرتاب سنگی به سیاره همسایه مهاجرت کرده باشد

عوامل اصلی که در این محاسبات لحاظ شده‌اند، مدت زمانی بوده که یک سنگ مملو از میکروارگانیسم‌ها به سیاره دیگر رسیده و شانس برخورد به سیاره همسایه بوده است. چنین احتمالی بسیار زیاد است، ستاره‌های کوتوله‌ای بزرگ‌تر از سیاره عطارد، شانس چنین رویدادی را افزایش می‌دهند. در واقع، در زمان یک رویداد برخوردی (برخورد یک سیارک و یا شهاب‌سنگ به سطح سیاره)، چنین فرصتی وجود دارد.

شاید بزرگ‌ترین مزیت برای وجود حیات در منظومه تراپیست-۱ در خود ستاره میزبان این منظومه نهفته باشد. این ستاره با شدت کمتری نسبت به خورشید ما این سیارات را می‌سوزاند و جرم آن حدود ۸ درصد خورشید است که به این ستاره سوخت ستاره‌ای مؤثرتر و عمر طولانی می‌دهد. ستاره تراپیست، هزار برابر عمر بیشتری از خورشید ما دارد و به گفته اخترشناسان، این نوع ستاره‌ها بهترین گرمازاها برای گرم نگه داشتن سیارات هستند.

به‌طور خلاصه، عمر طولانی ستارگان کم جرم، به حیات زمان کافی برای تکامل و رشد را می‌دهد. به این ترتیب، می‌توان، می‌توان با دانسته‌های فعلی، احتمال پان اسپرمیا بین سیاره‌ای را در منظومه به‌تازگی کشف شده تراپیست-۱می‌تواند گمانه‌زنی جالب‌توجهی باشد. پان اسپرمیا فرضیه‌ای است که بیان می‌کند، نطفه‌های حیات در جهان وجود داشته‌اند و مداوما از نقطه‌ای به نقطه‌ای دیگر مهاجرت کرده‌اند. هواخواهان این فرضیه بر این باورند که حیات روی زمین از طریق این نطفه‌های فضایی وارد زمین شده است.

به گفته اخترشناسان سیاراتی که به دور ستاره کوتوله فراسرد تراپیست گردش می‌کنند، احتمال بسیاری بیشتری برای پان اسپرمیای بالقوه نسبت به مریخ و زمین دارند. در نتیجه آن‌ها این چنین استدلال می‌کنند که احتمال زایش خود به خودی حیات در سیارات منظومه تراپیست-۱ نسبت به سیارت منظومه شمسی بیشتر است.

خوشبختانه با وجود، تلسکوپ فضایی جیمز وب، اخترشناسان ابزار فوق‌العاده قدرتمندی برای جستجوی حیات بیگانه در منظومه تراپیست-1 در اختیار خواهند داشت. تلسکوپ فضایی جیمز وب که سال آینده آغاز به کار می‌کند، می‌تواند به اخترشناسان امکان مشاهده دقیق‌تر را بدهد. تلسکوپ فضایی جیمز وب تقریبا دو دهه است که مراحل ساخت و طراحی خود را سپری می‌کند. این تلسکوپ که ۱۰۰ برابر قوی‌تر از تلسکوپ فضایی هابل است، قرار است در سال ۲۰۱۸ در مدار زمین قرار گیرد. جیمز وب دارای ظرفیت نوری هفت برابر هابل است، در واقع گفته می‌شود، این تلسکوپ به‌قدری حساس و دقیق است که امکان مشاهده و رصد، یک کرم شب‌تاب در فاصله یک ‌میلیون کیلومتری را دارد. و باوجود سنجش‌های دقیق‌تری که با استفاده از قوی‌ترین تلسکوپ فضایی جهان حاصل می‌شود، اخترشناسان امیدوارند که درنهایت قادر به حل معماهای تراپیست-1 باشند.

قطعا جیمز وب، می‌تواند به‌کلی همه‌چیز را تغییر ‌دهد و اطلاعاتی که از هر سیاره (با استفاده از تلسکوپ فضایی جیمز وب) به دست می‌آوریم، بسیار بیشتر از اکنون خواهند بود. اما برای حالا، ما می‌دانیم، این کوتوله سرخ، مسن است، اما تراپیست-1 هنوز اسرار زیادی را در دل خود پنهان کرده است.

.

منبع: gizmodo



ارسال نظر