آلفا قنطورس؛ با نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به زمین آشنا شوید

آلفا قنطورس یک منظومه ستاره‌ای سه‌گانه با فاصله ۴٫۲ تا ۴٫۴ سال نوری از زمین به حساب می‌آید که از سه ستاره تشکیل شده‌ است. آلفا قنطورس نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به منظومه شمسی به شمار می‌رود و یکی از ستاره‌هایش به نام پروکسیما قنطورس، بعد از خورشید، نزدیک‌ترین ستاره به سیاره زمین محسوب می‌شود.

بدون احتساب خورشید، منظومه آلفا قنطورس پس از ستاره‌های سیریوس، کانوپوس و آرکتوروس، چهارمین ستاره درخشان در آسمان شب است. آلفا قنطورس در نیم‌کره‌ی جنوبی آسمان در صورت فلکی قنطورس قرار دارد؛ بدین معنا که برای ناظران ساکن در بالاتر از عرض شمالی ۲۹ درجه مشاهده‌پذیر نیست.

حدود ۱۵۰ سال پس از میلاد مسیح،‌ بطلمیوس در کتاب مشهور خود به نام المجسطی از آلفا قنطورس یاد کرد. اگرچه آلفا قنطورس در دوران باستان به خوبی شناخته و مستندنگاری شده بود، تا اواخر قرن ۱۷ ماهیت چندگانگی این منظومه به‌درستی کشف نشده‌ بود. در اواخر قرن ۱۷ دانشمندان متوجه شدند که چندین ستاره با ماهیت‌های متفاوت در این منظومه قرار گرفته‌اند.

در دسامبر سال ۱۶۸۹، کشیش فرانسوی پدر ژان ریشو، هنگام رصد و مطالعه یک ستاره دنباله‌دار در حال گذر، متوجه شد که آلفا قنطورس درواقع از دو ستاره‌ی منفرد به‌نام‌های آلفا قنطورس A (رجل قنطورس) و آلفا قنطورس B (تولیمان) تشکیل شده‌ است. آلفا قنطورس دومین منظومه ستاره‌ای دوتایی بود که کشف شد.

سومین و کم‌نورترین ستاره منفرد آلفا قنطورس، آلفا قنطورس C یا پروکسیما قنطورس در سال ۱۹۱۵ توسط رابرت توربرن آیتون اینس، ستاره‌شناس اسکاتلندی کشف شد.

پس از خورشید، پروکسیما قنطورس با ۴٫۲ سال نوری فاصله از زمین، نزدیک‌ترین ستاره به ما محسوب می‌شود. نام این ستاره در زبان لاتین به معنای «نزدیک‌ترین به قنطورس» است. خود قنطورس نیز نام موجودی نیمه‌اسب و نیمه‌انسان در اساطیر یونان است. به‌نقل از وب‌سایت استار فکتس، این کوتوله‌ی سرخ جرمی حدود ۱۲٫۵ درصد و قطری حدود ۱۴ درصد خورشید دارد. با این حال، چگالی‌اش تقریباً ۴۰ برابر بیشتر از خورشید است.

پروکسیما قنطورس مانند خورشید،‌ یک ستاره رشته‌ی اصلی است؛ بدین معنا که مثل خورشید هنوز همجوشی هسته‌ای (تبدیل هیدروژن به هلیوم در هسته‌ی ستاره)، منبع اصلی تأمین انرژی آن محسوب می‌شود. پروکسیما قنطورس با درخشش فقط ۰٫۱۷ درصد خورشید، بسیار کم‌نور است و با سرعت کمتری نسبت به ستاره‌ی ما، انرژی تولید می‌کند.

در حالی که گمان می‌رود خورشید به‌عنوان ستاره‌ای از نوع رشته اصلی، طول عمری در حدود ۱۰ میلیارد سال داشته‌ باشد که حدود ۵ میلیارد سال از آن باقی مانده، پروکسیما قنطورس برای ۴ تریلیون سال دیگر در این شاخه از تکامل ستاره‌ای باقی خواهد ماند. این رقم چیزی حدود ۳۰۰ برابر بیشتر از سن ۱۳٫۸ میلیارد ساله‌ی کنونی جهان است.

اگرچه پروکسیما قنطورس طول عمری بیشتر از خورشید خواهد داشت،‌ اما در نهایت سرنوشت مشابهی را تجربه می‌کند. زمانی که ذخایر هیدروژن در پروکسیما قنطورس تمام شود، بدین دلیل که فاقد جرم کافی برای تبدیل‌شدن به ستاره‌ای نوترونی یا سیاه‌چاله است، به‌عنوان یک ستاره کوتوله سفید در حال سوختن به زندگی خود خاتمه خواهد داد.

پروکسیما قنطورس ستاره‌ای کم‌نور با قدر ۱۱٫۰۵ است؛ در نتیجه معمولاً آن‌قدر درخشش پایینی دارد که با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شود. از آنجا که پروکسیما قنطورس یک «ستاره شراره‌دار» محسوب می‌شود (بدین معنا که مستعد فوران‌های ناگهانی در درخشش ناشی از فعالیت مغناطیسی است)، موجب شکل‌گیری پدیده‌های قدرتمندی می‌شود که از روی زمین مشاهده‌پذیر هستند.

در سال ۲۰۱۹ محققان یکی از بزرگ‌ترین شراره‌های ستاره‌ای در کهکشان شیری را که از پروکسیما قنطورس ساطع شده بود، مشاهده و ثبت کردند. این «فواره‌ی پلاسما»، تنها ۷ ثانیه دوام آورد، اما حدود ۱۰۰ برابر قوی‌تر از هر شراره‌ای بود که تا به حال از خورشید ساطع و ثبت شده‌ است. اولین اَبَرشراره‌ی پروکسیما قنطورس در سال ۲۰۱۶ مشاهده شد و آنقدر قدرتمند بود که از زمین، در آسمان صاف و تاریک با چشم غیرمسلح مشاهده شد.

ستارگان دوتایی آلفا قنطورس A و آلفا قنطورس B، عنصر اصلی تشکیل‌دهنده منظومه آلفا قنطورس هستند که در فاصله‌ی حدود ۴٫۴ سال نوری از منظومه شمسی قرار گرفته‌اند. درخشان‌ترین ستاره، آلفا قنطورس A است که رجل قنطورس نیز نامیده می‌شود. رجل قنطورس در زبان عربی به معنای پای قنطورس و به‌طور گیج‌کننده نام جایگزین برای کل منظومه‌ی آلفا قنطورس است. این ستاره هم مثل خورشید و پروکسیما قنطورس، در رشته‌ی اصلی طول عمر خود به‌ سر می‌برد.

رجل قنطورس با قطری ۱٫۲ برابر و جرمی ۱٫۱ برابر، هم بزرگ‌تر و هم سنگین‌تر از خورشید به حساب می‌آید. دمای سطح این ستاره ۵۵۰۰ درجه سانتی‌گراد و حدود ۱٫۵ برابر درخشان‌تر از خورشید است.

رجل قنطورس از نظر گرانشی در منظومه‌ای دوگانه با تولیمان یا آلفا قنطورس B قفل شده است. تولیمان دومین ستاره درخشان منظومه آلفا قنطورس محسوب می‌شود و هر ۲۲ روز زمینی، مدارش را کامل می‌کند. رجل قنطورس و تولیمان به اندازه‌ی حدود ۲۳ واحد نجومی یا ۲۳ برابر فاصله زمین و خورشید از یکدیگر فاصله دارند. هر یک واحد نجومی برابر با میانگین فاصله بین زمین و خورشید است، یعنی تقریباً ۱۵۰ میلیون کیلومتر.

تولیمان یک ستاره رشته‌ی اصلی نارنجی به شمار می‌رود که با قطر ۸۶ درصد و حجم ۹۷ درصد، نسبت به خورشید هم کوچک‌تر است و هم جرم کمتری دارد. دمای سطح این ستاره حدود ۵ هزار درجه سانتی‌گراد و نور ساطع‌شده از آن نیز مانند گرمای سطحش از خورشید کمتر است.

پروکسیما قنطورس به صورت گرانشی به این منظومه‌ی دوتایی متصل است و حدود ۱۳ هزار واحد نجومی از دو ستاره فاصله دارد. پژوهشی منتشرشده در سال ۲۰۱۷ نشان داد که پروکسیما قنطورس در همان جهت نسبی ستارگان دوتایی نسبت به خورشید، حرکت می‌کند و حدود ۵۵۰ هزار سال طول می‌کشد تا به دور رجل قنطورس و تولیمان بچرخد. این مطالعه همچنین نشان داد که مدار پروکسیما قنطورس به دور ستارگان دوتایی، ممکن است بر تکامل سیاره‌هایی که به دور سه ستاره می‌چرخند، تأثیر داشته باشد.

با توجه به اینکه آلفا قنطورس نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به زمین است، دانشمندان به‌طور گسترده مشغول کاوش برای یافتن سیاره‌های فراخورشیدی در آن بوده‌اند. در حقیقت، دانشمندان چندین جهان احتمالی را در این منظومه مشاهده کرده‌اند.

تا سال ۲۰۲۳، پنج سیاره در منظومه آلفا قنطورس شناسایی شده‌: دو سیاره در حال گردش به دور ستاره پروکسیما قنطورس و دو سیاره در حال گردش به دور ستاره تولیمان. بااین‌حال وجود برخی از آن‌ها هنوز به طور قطعی تأیید نشده‌ است.

از بین این سیاره‌های فراخورشیدی می‌توان به آلفا قنطورس Bb اشاره کرد که در سال ۲۰۱۲ کشف شد. این سیاره در فاصله ۵٫۹ میلیون کیلومتری، یعنی بیش از ۱۰ برابر نزدیک‌تر از عطارد به خورشید، به دور ستاره‌ی خود می‌چرخد. در نتیجه، حتی در صورت تأیید وجود آلفا قنطورس Bb، این سیاره با حجم عظیمی از تابش‌هایی بمباران می‌شود که دمای سطحی‌اش را به ۱۲۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد می‌رسانند؛ بدین معنی که به باور ناسا، سطح آن از گذاره پوشیده شده است.

گمان می‌رود یک سیاره‌ی احتمالی دیگر در اطراف تولیمان وجود دارد که احتمال می‌رود وضعیتش کمتر غیرعادی باشد. آلفا قنطورس Bc، کاندیدای سیاره‌ای زمین‌مانند است و ازطریق افت نور ستاره‌ی والدش که هنگام عبور سیاره از مقابل ما و ستاره رخ می‌دهد، شناسایی شد. این سیاره تقریباً هم‌اندازه زمین است و هر ۲۰ روز زمینی مدارش را کامل می‌کند.

ستاره‌شناسان در مورد سیاره‌هایی که به دور پروکسیما قنطورس می‌چرخند، اطمینان بیشتری دارند. به‌نقل از ناسا،‌ پروکسیما قنطورس b که در سال ۲۰۱۶ کشف شد، به‌اصطلاح ابرزمینی است که در فاصله‌ای حدود ۵ درصد مسافت بین زمین و خورشید، به دور پروکسیما قنطورس می‌چرخد. این سیاره جرمی مشابه زمین و شعاعی کمی بزرگ‌تر دارد؛ اما به دلیل نزدیکی به ستاره‌اش، فقط ۱۱٫۲ روز زمینی طول می‌کشد تا مدارش را کامل کند.

هرچند پروکسیما قنطورس b نسبت به فاصله‌ی زمین تا خورشید، به ستاره‌اش بسیار نزدیک‌تر است، به دلیل انرژی و گرمای کم این ستاره‌ی کوتوله سرخ،‌ همچنان در منطقه‌ی سکونت‌پذیر پروکسیما قنطورس قرار دارد.

در فاصله‌ی تقریبا ۱٫۵ واحد نجومی از پروکسیما قنطورس و در موقعیتی بیرون از منطقه‌ی سکونت‌پذیر ستاره، سیاره فراخورشیدی مینی‌نپتون پروکسیما قنطورس c قرار گرفته‌ است. به‌نقل از فهرست آزاد سیاره‌های فراخورشیدی، این جهان تقریباً هفت برابر زمین است و هر ۱۹۰۰ روز زمینی یک بار به دور ستاره‌اش می‌چرخد.

پروکسیما قنطورس c، نخستین‌بار در سال ۲۰۱۹ به‌دنبال لرزشی که در اثر فشار گرانشی بر حرکت ستاره‌ی والد خود ایجاد کرده بود، مشاهده شد. وجود این سیاره در سال ۲۰۲۰ با تصاویری از تلسکوپ فضایی هابل که در سال ۱۹۹۵ گرفته شدند، تایید شد. این روش کشف، پروکسیما قنطورس c را به یکی از معدود سیاره‌های فراخورشیدی تبدیل کرد که وجودشان به‌صورت بصری تأیید شده است.

در سال ۲۰۲۲، سیاره سومی در اطراف پروکسیما قنطورس مشاهده شد که پروکسیما قنطورس d نام گرفت. این سیاره تقریباً یک‌چهارم زمین جرم دارد و در فاصله‌ای حدود ۳ درصد از مسافت بین زمین و خورشید، به دور ستاره‌اش می‌چرخد و آنقدر به پروکسیما قنطورس نزدیک است که هر ۵ روز یک بار، یک دور چرخش را کامل می‌کند. پروکسیما d یکی از سبک‌ترین سیاره‌های فراخورشیدی دیده‌شده تاکنون به شمار می‌رود.

ژوائو فاریا، پژوهشگر از مؤسسه اخترفیزیک و علوم فضایی به‌نقل از اسپیس‌دات‌کام با اشاره به پروکسیما قنطورس c می‌گوید: «کشف این سیاره، این باور را تقویت می‌کند که سیاره‌های کم‌جرم مانند زمین که ممکن است سکونت‌پذیر باشد، در کهکشان ما بسیار رایج هستند. همچنین ثابت می‌کند که ما اکنون ظرفیت فنی برای یافتن آن‌ها را با استفاده از ابزارهای پیشرفته داریم. براساس جرم بسیار پایین، می‌توانیم نتیجه بگیریم که این سیاره احتمالاً ترکیبی سنگی مانند زمین و مریخ دارد.»

علاوه بر این،‌ در سال ۲۰۲۱ ستاره‌شناسان نشانه‌های احتمالی سیاره فراخورشیدی دیگری را در مدار اطراف رجل قنطورس مشاهده کردند. این سیاره در منطقه‌ی سکونت‌پذیر یا ناحیه‌ی اطراف ستاره که برای پشتیبانی از آب مایع (عنصر حیاتی لازم برای شکل‌گیری حیات) نه خیلی داغ و نه خیلی سرد است؛ قرار دارد.

می‌دانیم که آلفا قنطورس، نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به محله‌ی خورشیدی ما است و از وجود سیاره‌های دیگر مشابه زمین در آن منظومه کاملاً مطمئن هستیم. اکنون سؤال اینجا است که آیا انسان‌ها می‌توانند در این منظومه زندگی کنند؟

مسلماً بزرگ‌ترین چالشی که برای ساختن خانه جدید در منظومه آلفا قنطورس با آن مواجه خواهیم‌ شد، پیمودن فاصله بسیار زیاد زمین تا این سه ستاره است. با وجود اینکه آلفا قنطورس نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به زمین محسوب می‌شود، همچنان بیش از ۴ سال نوری یا حدود ۳۷٫۸ تریلیون کیلومتر با ما فاصله دارد.

برای پیمودن چنین مسافت عظیمی، به فضاپیمایی بسیار سریع یا روش دیگری برای سفر کردن نیاز داریم. به‌نقل از ناسا، شاتل فضایی دیسکاوری (که در سال ۲۰۱۱ بازنشسته شد) با سرعتی حدود ۲۸ هزار کیلومتر در ساعت حرکت می‌کند. حتی با حرکتی مداوم در این سرعت، بیش از ۱۴۸ هزار سال طول می کشد تا به آلفا قنطورس برسیم.

حتی زمانی‌ که فضاپیمای اوراین (مرتبط با برنامه آرتمیس) برای سفر انسان آماده باشد، حداکثر سرعتی حدود ۳۲٬۱۸۰ کیلومتر در ساعت خواهد داشت. حتی در صورتی‌ که این فضاپیماها برای سفر به خارج از منظومه شمسی طراحی شده باشند، نه صرفاً سفرهای کوتاه مدت به ماه یا مریخ، واضح است که زمان سفر به آلفا قنطورس همچنان کمتر نخواهد شد.

تنها فضاپیماهایی که تا به حال از منظومه شمسی خارج شده‌اند، دوقلوهای وویجر ۱ و ۲ هستند. ناسا تخمین می‌زند که حتی با سرعت بیش از ۵۶ هزار کیلومتر در ساعت، نزدیک به ۴۰ هزار سال زمان نیاز است تا دوقلوهای وویجر ۲ سال نوری را بپیمایند و به مرز نامشخص بین منظومه شمسی و ستاره پروکسیما قنطورس برسند و ممکن است حدود ۸۰ هزار سال طول بکشد تا هرکدام از این فضاپیماها به سطح ستاره پروکسیما قنطورس برسد.

ستاره‌ها و سیاره‌های منظومه ستاره‌ای آلفا قنطورس در حال حرکت به سمت زمین هستند؛ اما این حرکت بسیار کند و آرام در حال انجام است. به‌نقل از پایگاه داده‌های نجومی سیمباد، این منظومه تا ۳۰ هزار سال آینده با رسیدن به نزدیک‌ترین نقطه‌ی خود به منظومه شمسی، فاصله‌اش تا ما به سه سال نوری کاهش خواهد یافت.

سپس ۳ هزار سال بعد،‌ این منظومه ستاره‌ای دوباره شروع به دور شدن از منظومه شمسی خواهد کرد. در آن زمان، پروکسیما قنطورس دیگر نزدیک‌ترین همسایه ستاره‌ای ما نخواهد بود و ستاره دیگری به نام راس ۲۴۸ (HH Andromedae) این عنوان را تصاحب خواهد کرد. راس ۲۴۸ نیز یک ستاره کوتوله سرخ است که در حال حاضر حدود ۱۰٫۳ سال نوری از خورشید فاصله دارد و دهمین ستاره‌ی نزدیک به منظومه شمسی است. در سال ۱۹۹۳ پیش‌بینی شد که این ستاره با ورود به دوره‌ای ۳۶ هزار ساله، تا فاصله ۳٫۰۲ سال نوری به خورشید نزدیک می‌شود.