سیاره فراخورشیدی تازه کشف‌ شده قابل سکونت است یا جهنمی؟

به گزارش گروه دانش و فناوری، یک سیاره فراخورشیدی سنگی که به دور یک ستاره کوتوله قرمز در فاصله ۹۸ سال نوری از ما می‌چرخد، ممکن است یک راز احتمالی را مبنی بر تبدیل شدن سیاراتی مانند زمین به سیاره‌های غیرقابل سکونت مانند زهره پنهان کرده باشد.

این سیاره فراخورشیدی موسوم به «LP ۸۹۰-۹c» که با نام «SPECULOOS-۲c» نیز شناخته می‌شود، در سپتامبر ۲۰۲۲ کشف شد. قطر این سیاره ۴۰ درصد بیشتر از زمین است و هر ۸.۵ روز زمینی به دور ستاره خود در فاصله ۲.۸ میلیون کیلومتری می‌چرخد. کوتوله قرمز، کوچک و خنک است. سیاره LP ۸۹۰-۹c در نزدیکی لبه داخلی منطقه قابل سکونت ستاره قرار دارد. این فاصله اطراف یک ستاره را توصیف می‌کند که در آن سیاره‌ای با جو مشابه زمین می‌تواند آب مایع را روی سطح خود نگه دارد.

پژوهش جدیدی که به سرپرستی «لیزا کالتنگر»(Lisa Kaltenegger) مدیر «مؤسسه کارل ساگان»(Carl Sagan Institute) در «دانشگاه کرنل»(Cornell University) انجام شده، حالت‌های احتمالی اقلیمی و جوی را که LP ۸۹۰-۹c می‌تواند در آنها قرار داشته باشد، مدل‌سازی کرده و نشان داده است که «تلسکوپ فضایی جیمز وب»(JWST) چگونه می‌تواند بین آنها تمایز قائل شود.

موقعیت LP ۸۹۰-۹c در منظومه سیاره‌ای آن، مشابه موقعیت زهره در منظومه شمسی است که آن هم در لبه داخلی منطقه قابل سکونت قرار دارد. در اصل، یک سیاره در مکان زهره می‌تواند قابل سکونت باقی بماند اما زهره در مقطعی از تاریخ ۴.۵ میلیارد ساله خود، در حلقه بازخورد یک اثر گلخانه‌ای فراری به دام افتاد. هر آبی که زمانی زهره روی سطح خود داشت، از بین رفت و سیاره با یک جو غلیظ دی‌اکسید کربن باقی ماند.

با وجود این، همه سیارات در لبه داخلی منطقه قابل سکونت لزوما به همان شکلی که زهره تکامل یافته است، سیر تکامل را طی نمی‌کنند. برای مثال، زهره میدان مغناطیسی خاص خود را ندارد تا باد خورشیدی را دفع کند. این امر باعث می‌شود باد خورشیدی، اتم‌های هیدروژنی را که از مولکول‌های آب توسط نور فرابنفش خورشید جدا شده‌اند، راحت‌تر با خود ببرد و سیاره را از آب خالی کند. اگر LP ۸۹۰-۹c دارای میدان مغناطیسی قوی باشد، ممکن است بتواند باد ستاره‌ای ساطع‌شده از ستاره خود را دفع کند و بخار آب موجود در جو خود را نگه دارد.

کالتنگر گفت: بررسی این سیاره به ما می‌گوید که در لبه داخلی منطقه قابل سکونت چه اتفاقی می‌افتد و یک سیاره سنگی تا چه مدت پس از آغاز گرم شدن می‌تواند قابلیت سکونت خود را حفظ کند.

برداشت یک هنرمند از تبدیل شدن یک زمین داغ به یک سیاره غیر قابل سکونت مانند زهره

گروه کالتنگر، این سیاره را براساس جرم و شعاع اندازه‌گیری‌شده آن مدل‌سازی کردند. این مدل‌ها، فرضیاتی را نیز در مورد ترکیب شیمیایی سیاره، دمای سطح و فشار آن، عمق اتمسفر و مقدار ابر موجود در آن در بر داشتند. این عوامل در حال حاضر ناشناخته هستند. در واقع، با توجه به اینکه کوتوله‌های قرمز اغلب مستعد شعله‌های شدیدی هستند که می‌توانند اتمسفر را از دنیای اطراف دور کنند، این سیاره ممکن است بدون هوا و دهانه باشد.

این گروه پژوهشی، پنج مدل متفاوت تولید کردند که نشان می‌دادند LP ۸۹۰-۹c ممکن است چگونه باشد. این سیاره‌ها از سیاره‌ای مانند زمین اما داغ‌تر، به سیاره‌ای جهنمی مشابه زهره با دی‌اکسید کربن خفه‌کننده تبدیل شدند.

یک پژوهش جداگانه که به سرپرستی «جاناتان گومز بارینتوس»(Jonathan Gomez Barrientos) پژوهشگر «موسسه فناوری کالیفرنیا»(Caltech) انجام شده است، نشان می‌دهد که تلسکوپ فضایی جیمز وب فقط باید سه گذر از LP ۸۹۰-۹c را در سطح ستاره میزبان آن مورد بررسی قرار دهد تا جو بخارآلود و غنی از آب را تأیید کند. هشت گذر برای جمع‌آوری داده‌ها به منظور تعیین اینکه آیا LP ۸۹۰-۹c بیشتر شبیه زهره است یا خیر انجام می‌شوند و ۲۰ گذر نیز برای یافتن شواهدی در مورد شرایط زمین داغ که هنوز قابل سکونت صورت می‌گیرند. از آنجا که این سیاره هر ۸.۵ روز زمینی از نزدیکی ستاره خود عبور می‌کند، انجام دادن این اندازه‌گیری‌ها در اصل فقط شش ماه طول می‌کشد.

کالتنگر گفت: این سیاره اولین هدفی است که به کمک آن می‌توانیم سناریوهای متفاوت را آزمایش کنیم. اگر این یک سیاره گرم‌تر اما با آب مایع و شرایط حیات باشد، پس لبه داخلی منطقه قابل سکونت در اطراف همه ستارگان ممکن است سرشار از حیات باشد.

تلسکوپ فضایی جیمز وب نمی‌تواند آب را به طور مستقیم روی سطح سیاره تشخیص دهد اما می‌تواند تعیین کند که آیا ترکیب جو برای حضور آب مایع مناسب است یا خیر.

حتی اگر LP ۸۹۰-۹c برای حیات بسیار داغ باشد، این یافته‌ها می‌توانند اطلاعاتی را درباره سرنوشت سیاره خودمان به ما بیاموزند. با افزایش سن خورشید، این ستاره بزرگ پیوسته روشن‌تر و گرم‌تر می‌شود. بدین ترتیب، خورشید ظرف حدود یک میلیارد سال، زمین را بیش از اندازه گرم خواهد کرد و اقیانوس‌ها تبخیر خواهند شد. مطالعه یک سیاره غیر از زهره که قبلا این مرحله را گذرانده است یا شاید حتی در حال حاضر در برابر آن مقاومت می‌کند، به ما در مورد آینده زمین خواهد آموخت.

کالتنگر افزود: این پژوهش به ما اطلاعات اساسی را در مورد چگونگی تکامل سیارات سنگی با افزایش نور ستارگان و همچنین، در مورد آنچه که روزی برای ما و زمین رخ خواهد داد، خواهد آموخت.

این پژوهش، در مجله «MNRAS» به چاپ رسید.

انتهای پیام