بررسی وجود حیات فرازمینی در یکی از نزدیک‌ ترین سیاره های فراخورشیدی

آیا کسی آن بیرون هست؟ فرقی نمی‌کند که شما چه کسی باشید و یا شغل شما چه باشد، این سؤالی است که ذهن تمام ساکنین متفکر کره زمین از فیزیک‌دانان و زیست‌شناسان گرفته تا فلاسفه و سازندگان فیلم را به خود مشغول کرده است و هنوز هم کسی پاسخ آن را نمی‌داند و تا زمانی که پاسخی برای این سؤال نداشته باشیم، در این جهان تنها خواهیم بود.

در دانشگاه ایالتی سان‌فرانسیسکو شخصی به نام استفان کِین سخت در تلاش است که پاسخی برای این سؤال بیابد؛ وی ستاره‌شناسی خبره است و همواره به دنبال شکار سیارات فراخورشیدی بوده است. سیاره فراخورشیدی به سیاره‌ای گفته می‌شود که در سامانه‌ای غیر از سامانه خورشیدی قرار دارد. ستاره‌شناسان می‌گویند در اطراف تمام ستاره‌های سرخ کوچک که با نام کوتوله سرخ نیز شناخته می‌شوند، دست کم یک الی چند سیاره در گردش هستند. این ستاره‌ها هر کدام سامانه مخصوص خود را تشکیل داده‌اند و سیاراتی که در این سامانه‌ها قرار دارند با نام سیارات فراخورشیدی شناخته می‌شوند.

در سطح بین‌الملل، شکارچیان سیاره (اصطلاحی که برای کاشفان سیارات به کار می‌رود) بسیار زیادی وجود دارند اما استفان کِین یکی از برجسته‌ترین این شکارچیان به شمار می‌رود. وی تمرکز خود را بر نواحی خاصی در اطراف ستاره‌ها معطوف کرده است که امکان حیات در آن نواحی وجود دارد. در اطراف کوتوله‌های سرخ ناحیه‌ای با نام «ناحیه حیات» وجود دارد که تمام شرایط حیات در این ناحیه مهیا است و اگر سیاره‌ای در این ناحیه قرار داشته باشد در صورت وجود فشار جو، می‌تواند آب را به‌صورت مایع روی سطح خود نگه دارد. فاصله این ناحیه از ستاره به بزرگی ستاره و میزان دمای آن بستگی دارد. به‌عنوان مثال سیاره پروکسیما بی به‌عنوان یکی از کاندیداهای احتمالی سیارات قابل سکونت، در فاصله بسیار نزدیکی از ستاره پروکسیما قنطورس گردش می‌کند؛ اما می‌تواند آب راروی سطح خود به‌صورت مایع نگه دارد و دلیل آن نیز کوچک بودن اندازه ستاره پروکسیما قنطورس است. اما شرایط در مورد سیاره زمین و ستاره خورشید بسیار متفاوت است.

استفان کِین به همراه گروهش و میراندا واتِرز (دانشجوی سابق کارشناسی) به‌تازگی یک سامانه سیاره‌ای را که در فاصله ۱۴ سال نوری از زمین قرار دارد، مورد بررسی قرار داده‌اند. یافته‌های آن‌ها به‌زودی موضوع مقاله‌ای اختصاصی با عنوان «ویژگی‌های سامانه سیاره‌ای Wolf 1061» در ژورنال Astrophysical خواهد بود. استفان کِین اهمیت زیادی برای این سامانه سیاره‌ای قائل است و در مورد آن این‌چنین می‌گوید:

سامانه Wolf 1061 در مقایسه با دیگر سامانه‌های فراخورشیدی به ما نزدیک‌تر است و این فاصله کم، به ما این فرصت را می‌دهد که بتوانیم به‌صورت دقیق به بررسی و مطالعه آن بپردازیم و ببینیم آیا واقعاً نشانه‌های حیات در این ناحیه وجود دارد یا خیر.

اما نزدیک بودن این سامانه سیاره‌ای به زمین تنها دلیل اهمیت آن برای استفان کِین و گروهش نیست، بلکه دلایل مهم دیگری نیز وجود دارند. تا به امروز سه سیاره در این سامانه سیاره‌ای شناسایی شده‌اند؛ اما یکی از آن‌ها که با نام Wolf 1061c شناخته می‌شود و همانند زمین یک سیاره صخره‌ای است، تقریباً درون ناحیه حیات قرار دارد. این گروه با کمک دستیارانی از دانشگاه ایالتی تنسی، ژنو و سوئیس موفق شدند اندازه مدار این سیاره به دور ستاره مادرش را اندازه بگیرند و همین اندازه‌گیری نشان داد که به‌احتمال زیاد حیات می‌تواند در ناحیه‌ای که سیاره Wolf 1061c در آن قرار گرفته است، وجود داشته باشد.

استفان کِین می‌گوید وقتی دانشمندان به دنبال سیاره‌ای می‌گردند که بتواند میزبان حیات باشد، معمولاً تمرکز خود را بر سیاره‌ای می‌گذارند که مشخصاتی مشابه زمین داشته باشد و این مشخصات می‌توانند موقعیتی و یا ظاهری باشند. او می‌گوید این سیاره تقریباً همانند زمین در ناحیه گُلدیلاک (Goldilocks zone) قرار گرفته است و در این ناحیه همه چیز برای به وجود آمدن حیات مهیا است! گُلدیلاک، منطقه‌ای در فضا است که اگر سیاره‌ای در آن قرار داشته باشد، نه گرم خواهد بود و نه سرد.

زمین در ناحیه گُلدیلاک سامانه خورشیدی قرار گرفته است و سطح زمین نه سرد است و نه گرم. اگر نگاهی به سیارات همسایه زمین مانند ونوس (ناهید) و مریخ (بهرام) بیندازیم متوجه می‌شویم که زمین کاملاً در ناحیه حیات و گُلدیلاک قرار گرفته است. سطح ونوس بسیار گرم است و علت آن هم پدیده گلخانه‌ای این سیاره است و سطح مریخ بسیار سرد است. اگر فاصله یک سیاره از ستاره مادر خیلی دور و یا نزدیک نباشد (بستگی به اندازه ستاره مادر دارد) می‌توان گفت در ناحیه گُلدیلاک قرار گرفته است. استفان کِین می‌گوید اگر سیاره به ستاره مادر خیلی نزدیک باشد، آب به شکل بخار درمی‌آید و اگر خیلی دور باشد، آب یخ می‌زند؛ اما اگر این فاصله متعادل باشد (مانند فاصله زمین از خورشید) آب به شکل مایع نگهداری می‌شود و در صورت وجود عوامل دیگر، حیات شکل می‌گیرد.

وقتی که دمای سطح یک سیاره افزایش می‌یابد، اثر گلخانه‌ای شکل می‌گیرد و این پدیده باعث می‌شود گرما در جو سیاره به دام بیافتد. دانشمندان بر این باورند که این همان اتفاقی است که در سیاره ونوس رخ داده و باعث شده است دمای این سیاره به صدها درجه سلسیوس برسد. دانشمندان می‌گویند ونوس در گذشته‌های بسیار دور اقیانوس داشته است؛ اما به دلیل فاصله کم از خورشید، به‌تدریج گرم شده و آب‌های موجود در سطح این سیاره بخار شده‌اند. ناسا می‌گوید از آنجایی که بخار آب در به دام انداختن گرما بسیار مؤثر است، بنابراین آب‌های بخار شده باعث شده‌اند ونوس بیش از پیش گرم شود و دمای آن به طرز وحشتناکی افزایش یابد. دمای سطح ونوس اکنون به ۴۷۱ درجه سلسیوس (۸۸۰ درجه فارنهایت) رسیده و به گرم‌ترین سیاره سامانه خورشیدی تبدیل شده است.

سیاره Wolf 1061c به لبه درونی ناحیه حیات بسیار نزدیک است و این یعنی فاصله آن از ستاره مادرش کم‌تر از فاصله زمین تا خورشید است و همین احتمالاً باعث شده تا اتمسفر این سیاره بیشتر به ونوس شبیه باشد تا به زمین. استفان کِین می‌گوید:

این سیاره به ستاره مادرش نزدیک است، بنابراین ممکن است همانند ونوس، در این سیاره نیز اثر گلخانه‌ای وحشتناکی شکل گرفته باشد.

استفان کِین و گروهش متوجه شده‌اند که مدار این سیاره بر خلاف زمین، با نرخ سریع‌تری تغییر می‌کند. می‌دانیم که تغییرات اقلیمی نظیر عصر یخبندان با تغییرات مداری حاصل می‌شوند و در زمین به علت کند بودن نرخ تغییرات مداری، تغییرات اقلیمی با فاصله چندین هزار سال رخ می‌دهند. اما در سیاره Wolf 1061c این‌گونه نیست و تغییرات اقلیمی با سرعت بیشتری رخ می‌دهند؛ بنابراین به نظر می‌رسد وضعیت آب و هوایی در این سیاره بسیار بی‌نظم است. استفان کِین در این خصوص نیز می‌گوید:

این تغییرات اقلیمی سریع، باعث می‌شوند که سیاره به شکل ناگهانی یخ بزند و یا دمای آن افزایش یابد و به ونوس تبدیل شود. بی‌نظمی عجیبی در این سیاره وجود دارد.

تمام این موارد را گفتیم، اما هنوز به سؤال اصلی پاسخ ندادیم؛ آیا در سیاره Wolf 1061c حیات وجود دارد؟ استفان کِین می‌گوید:

در بازه‌های زمانی کوتاهی که مدار این سیاره تغییر می‌کند، دما کاهش می‌یابد و همه چیز سرد می‌شود و یخ می‌زند. این فقط یک حدس اولیه است؛ اما برای درک بهتر اتفاقاتی که در سطح این سیاره در حال رخ دادن هستند، ما نیاز به تحقیقات بیشتری داریم.

وی بر این باور است که در سال‌های آینده و با راه‌اندازی تلسکوپ‌های بسیار قدرتمندی نظیر تلسکوپ فضایی جیمز وب (جانشین تلسکوپ فضایی هابل)، دانشمندان می‌توانند با دقت به بررسی اجزای اتمسفر سیارات فراخورشیدی بپردازند و به این ترتیب مشخص می‌شود که در سطح این سیارات چه اتفاقاتی رخ می‌دهند.

نظر شما در این خصوص چیست؟ به نظر شما احتمال یافتن حیات در سیارات فراخورشیدی وجود دارد؟