دو سیاره فراخورشیدی که همچون زمین دارای اقلیم و فصول پایدار هستند

دو سیاره‌ی فراخورشیدی شناسایی شده اند که حداقل از نظر وضعیت اقلیمی مشابه با زمین هستند: سیاره‌ی کپلر 186f که نخستین سیاره با اندازه‌ی زمین است که خارج از منظومه‌ی شمسی شناسایی شده است و در یک منطقه‌ی قابل زیست حول یک ستاره در گردش است؛ این سیاره در فاصله‌ی مناسبی از ستاره‌ی خود قرار دارد به طوری که آب می‌تواند بر سطح آن جمع شود.

در مطالعه‌ای که در Astronomical Journal منتشر شده است، از شبیه‌سازی کامپیوتری برای تجزیه و تحلیل و شناسایی دینامیک محور چرخش سیاره‌های فراخورشیدی استفاده شده است. این دینامیک‌ تعیین کننده‌ی این است که یک سیاره چقدر حول محور خودش کج شده است و این زاویه طی زمان به چه صورت تغییر می‌کند. این شیب محوری در ایجاد فصول و آب و هوا نقش دارد زیرا بر نحوه‌ی تابش نور خورشید بر سطح سیاره تاثیر می‌گذارد. بر این اساس، پژوهشگران می‌گویند محور چرخش سیاره‌ی کپلر 186f همچون زمین بسیار پایدار است و بر این اساس احتمالا دارای فصول منظم و آب و هوایی پایدار است. علاوه بر این دانشمندان بر این باورند که کپلر 62f نیز همین وضعیت دارد، سیاره‌ای از نوع سیارات سوپر زمینی که در فاصله‌ی ۱۲۰۰ سال نوری از ما حول یک ستاره در حال گردش است.

اهمیت شیب محوری برای آب و هوا چقدر است؟ متغیر بودن زیاد شیب محوری می‌تواند یک دلیل کلیدی برای این باشد که چرا سیاره‌ی مریخ از حالت دارای آب در میلیاردها سال پیش تبدیل به بیابان خشک امروزی شده است. گونجی لی استاد فیزیک موسسه‌ی تکنولوژی جرجیا گفت:

مریخ در یک منطقه‌ی قابل سکونت در منظومه ما قرار دارد اما شیب محوری آن بسیار ناپایدار است و از صفر تا ۶۰ درجه متغیر است. این بی‌ثباتی احتمالا موجب فروپاشی اتمسفر مریخ و تبخیر آب‌های سطحی آن شده‌است.

ماه روی پایدار نگه داشتن محور زمین تاثیرگذار است

اگر بخواهیم مقایسه کنیم، نوسان شیب محوری زمین بسیار ملایم‌تر است؛ بین ۲۲/۱ و ۲۴/۵ درجه متغیر است و هر ده هزار سال از یک انتها به انتهای دیگر می‌رسد. زاویه‌ی جهت گیری یک سیاره که حول ستاره‌ای در حال گردش است، توسط تعاملات گرانشی با دیگر سیاره‌ها در آن منظومه نیز دچار نوسان می‌شود. مریخ و زمین دارای اثرات متقابل شدیدی بر هم هستند همانطور که با عطارد و زهره نیز در تعاملند. همچنین ماه موجب حفظ انحراف محور زمین می‌شود، در حالیکه مریخ برای حفظ پایداری شیب محوری‌ خود دارای قمری با اندازه‌ی مناسب نیست.

لی می‌گوید:

به نظر می‌رسد که هر دو سیاره‌ی فراخورشیدی با مریخ و زمین تفاوت دارند زیرا آن‌ها دارای ارتباطات ضعیف‌تری با سیارات نزدیک خود هستند. ما نمی‌دانیم که آیا آن‌ها دارای قمری هستند یا نه، ولی محاسبات ما نشان دهنده‌ی این است که حتی بدون قمر، محور چرخش سیاره‌های کپلر 186f و 62f طی ده‌ها میلیون سال ثابت باقی مانده‌است.

شعاع سیاره‌ی فراخورشیدی کپلر 186f ده درصد بیش از شعاع زمین است ولی جرم، ترکیب و چگالی آن همچنان جزء اسرار است. این سیاره هر ۱۳۰ روز یه دور اطراف ستاره‌ی خودش می‌چرخد. کپلر 186f در صورت فلکی سیگنوس (ماکیان) که یکی از منظومه‌های پنج سیاره‌ای است، قرار گرفته‌است.

برخی از سیاره‌های فراخورشیدی که دانشمندان کشف کرده‌اند

تا قبل از شناسایی ویژگی‌های 186f در سال ۲۰۱۴، دانشمندان کپلر 62f را شبیه‌ترین سیاره‌ی فراخورشیدی به زمین می‌دانستند. این سیاره حدودا ۴۰ درصد بزرگ‌تر از زمین است و جهانی خاکی و یا پوشیده از اقیانوس است. این سیاره در صورت فلکی شلیاق (چنگ رومی) قرار گرفته است و در بین این پنج سیاره که دور ستاره‌ی خود می‌گردند دورترین سیاره به ستاره است. نمی‌توان گفت که این دو سیاره آب و یا زندگی دارند ولی هر دو گزینه‌های خوبی هستند. لی می‌گوید:

مطالعه‌ی ما جزء اولین مطالعات انجام شده روی پایداری آب و هوایی سیاره‌های فراخورشیدی است و درک ما را در مورد قابل زیست بودن دنیاهای دیگر افزایش می‌دهد.

شان، دیگر نویسنده‌ی این مقاله می‌گوید:

من فکر نمی‌کنم که ما به اندازه‌ی کافی در مورد منشا حیات بدانیم تا در مورد امکان وجود زندگی روی دیگر سیاره‌هایی با فصول نامنظم، قوانینی بگذاریم. حتی روی زمین، حیات به طور چشمگیری متنوع است و در محیط‌های سخت نیز دارای انعطاف‌پذیری است. اما یک سیاره که دارای اقلیمی پایدار است ممکن است در این زمینه گزینه‌ی مناسبی باشد.