همه‌چیز دربارهی کشف هفت خواهر زمین
۴ اسفند ۹۵ ستاره‌شناسان گفتند که هفت سیاره‌ی فراخورشیدی در مدار ستاره‌ا‌ی نزدیک به زمین کشف کرده‌اند. خبر از این جهت مهم است که این سیارات خیلی شبیه به زمین هستند و ممکن است روی آنها آب مایع وجود داشته باشد. وجود آب مایع روی سیارات می‌تواند به معنی حضور حیات باشد. در ضمن کشف این تعداد سیاره‌ی شبیه به زمین در مدار یک ستاره بی‌سابقه است. سایت مجله‌ی ساینس دربارهی این اکتشاف گزارشی خبری به نام « Seven potentially habitable Earth-sized planets spied around tiny nearby star» منتشر کرده است. ما در دیجی‌کالا مگ این مقاله را با عنوان «همه‌چیز دربارهی کشف هفت خواهر زمین» ترجمه کرده‌ایم. برای شیوایی بیشتر، در بعضی عبارت‌ها و جملات تغییراتی داده شده است. در ادامه می‌توانید این مقاله را بخوانید.
ستاره‌شناسان می‌گویند که یک منظومه‌ی فراخورشیدی شگفت‌انگیز کشف کرده‌اند. منظومه‌ای متشکل از هفت سیاره‌ی تقریبا هم‌اندازه‌ی زمین. سیاره‌هایی با سطح سنگی که آب مایع ممکن است روی همه‌ی آنها وجود داشته باشد. این سیاره‌ها دور یک ستارهی کوچک و کم‌نور در مدارهایی بسیار کوتاه گردش می‌کنند. هر دور گردش این سیاره‌ها به دور ستارهی خود کمتر از دو هفته طول می‌کشد. فعلا نمی‌توانیم بگوییم که این سیاره‌ها میزبان موجودات زنده‌ی فرازمینی هستند یا خیر. با این حال مدار هرکدام از این سیارات نسبت به زاویه‌ی دید ما دقیقا از جلوی ستارهی مادر می‌گذرد و بدین دلیل دانشمندان حسابی هیجان‌زده هستند. بدین ترتیب ستاره‌شناسان خیلی راحت‌تر می‌توانند این سیارات را زیر نظر بگیرند و آنها را مطالعه کنند. در ضمن به دلیل نزدیکی این منظومه به زمین، می‌توانیم امیدوار باشیم که طی چند سال آینده و با پرتاب تلسکوپ فضایی قدرتمند «جیمز وب»، پرده از راز زیست‌پذیر بودن این سیارات برداشته می‌شود.
در قسمت زیر می‌توانید ویدیوی مربوط به کشف این سیارات را ببینید یا دانلود کنید.
«نیکو مادوسودان» (Nikku Madhusudhan) از موسسه‌ی نجوم در کمبریج بریتانیا می‌گوید: «اگر قرار است یک نشانه‌‌ی‌زیستی (در جایی غیر از زمین) پیدا کنیم، (آن نشانه) باید در چنین منظومه‌ای باشد.» مادوسودان که البته در این پژوهش نقشی نداشته ادامه می‌دهد: «به لحاظ سیاره‌های گذری، این نزدیک‌ترین چیز به جام‌مقدس است که تا به حال دیده‌ایم. (این‌ها نزدیک‌ترین سیاره‌های فراخورشیدی کشف شده به کمربند حیات هستند)» یکی از اعضای گروهی که این کشف را انجام داده، «دیدیه کوئلو» (Didier Queloz) نام دارد. او می‌گوید این منظومه که با نام TRAPPIST-1 شناخته می‌شود: « محرکی اصلی دربارهی این پرسش است که آیا در کیهان حیات وجود دارد.» «توماس هنینگ» (Thomas Henning) مدیر موسسه نجوم مکس‌پلانک در هایدلبرگ آلمان می‌گوید: «منظومه‌ای خورشیدی مثل خودمان را با هفت سیاره تصور کنید؛ شگفت‌آور است.»
تمرکز بسیاری از پژوهش‌ها در زمینه‌ی سیارات فراخورشیدی روی ستاره‌های شبیه به خورشید ماست. دانشمندان امیدوارند بتوانند شبیه به منظومه‌ی شمسی ما را بیابند. این کار اصلا تعجب برانگیز نیست چون تنها جایی در کیهان که می‌دانیم در آن حیات وجود دارد، منظومه‌ی خورشیدی خودمان است. ولی گروه بلژیکی پروژه‌ی TRAPPIST (تلسکوپ کوچک خرده‌سیاره و سیارات گذری) راه دیگری در پیش گرفت. آنها به دنبال سیاره‌هایی گشتند که از جلوی ستاره‌های کوتوله‌ی کم‌نور گذر می‌کنند. تعداد این نوع ستاره‌ها در کهکشان راه‌شیری خیلی بیشتر از ستاره‌هایی مثل خورشید ماست. آنها کار خود را در سال ۲۰۱۰ با یک تلسکوپ رباتیک ۰٫۶ متری در محل رصدخانه جنوبی اروپا در La Silla شیلی شروع کردند و خیلی سریع توانستند منظومه‌ی TRAPPIST-1 را کشف کنند.
ستارهی TRAPPIST-1 تقریبا هم‌اندازه سیاره مشتری است ولی سیاره‌های آن عموما به اندازه زمین و زهره هستند.
در پروژه‌های کشف سیارات فراخورشیدی که در آنها از تکنیک «گذر» استفاده می‌شود، تلسکوپ‌ها نور دریافتی از ستاره‌ّها را به دقت زیر نظر می‌گیرند. وقتی یک سیاره از جلوی ستارهی مادر گذر می‌کند، نور ستاره به مقدار خیلی ناچیز افت می‌کند و بدین ترتیب می‌توانیم متوجه وجود سیاره بشویم. مدت زمان کاهش نور، مدار سیاره را مشخص می‌کند و میزان کاهش نور اندازه‌ی آن را به ما نشان می‌دهد. از آن‌جا که ستاره‌های کوتوله خیلی کوچک و کم‌نور هستند، سیارات گذری، قسمت بزرگتری از نور آنها را سد می‌کنند و در نتیجه گذر آنها از زمین واضح‌تر دیده می‌شود.
ستارهی TRAPPIST-1 در فاصله‌ی ۳۹ سال نوری از ما قرار دارد و جرم آن فقط ۸ درصد جرم خورشید است. این ستاره از همان ابتدا توجه گروه را به خود جلب کرد چرا که از افت نورهای متعدد آن مشخص بود بیش از یک سیاره در مدار آن گردش می‌کند. ماه می سال گذشته، این گروه مقاله‌ای در مجله‌ی نیچر منتشر کرد و از کشف سه سیاره‌ی هم‌اندازه‌ی زمین در مدار آن خبر داد. هنینگ می‌گوید که کشف این همه سیاره‌ی شبیه به زمین در مدار یک ستاره شگفت‌انگیز بود.
ولی سیارات بیشتری در انتظار کشف شدن بودند. کوئلو می‌گوید: «جنگلی از گذرها وجود داشت. ما نمی‌توانستیم آن را درک کنیم.» این گروه تصمیم گرفت که برای پیشبرد کار خود از تلسکوپ فضایی اسپیتز متعلق به ناسا به همراه تلسکوپ‌های زمینی مثل تلسکوپ VLT رصدخانه‌ی جنوبی اروپا در شیلی و دیگر رصدخانه‌ها در مراکش، هاوایی، اسپانیا و آفریقای جنوبی استفاده کند. در سپتامبر ۲۰۱۶ اسپیتزر به طور مداوم و به مدت ۲۰ روز این ستاره را زیر نظر گرفت و ۳۴ گذر مشاهده کرد. مشاهده‌هایی که کاملا برای کشف سیارات بیشتر کلیدی بودند. «امانوئل ینین» (Emmanuel Jehnin) از دانشگاه لیژ بلژیک که یکی از اعضای گروه پژوهشی است، می‌گوید: «اسپیتزر تفاوت خیلی بزرگی ایجاد کرد.»
هفت سیاره‌ی کشف شده خیلی به ستارهی مادر نزدیک هستند ولی به دلیل کم‌نور بودن ستاره، ممکن است آب مایع داشته باشند.
در مقاله‌ای که دیروز دربارهی این کشف در مجله‌ی نیچر منتشر شد، دربارهی گروهی فشرده از سیاره‌هایی صحبت می‌شود که دوره‌ی گردش مداری آنها به دور ستارهی مادر بین ۱٫۵ تا ۱۲٫۳ روز است. هرچند این سیاره‌ها خیلی به ستارهی مادر نزدیک هستند ولی این ستاره آن‌قدر کم‌نور است که روی سطح همه‌ی هفت سیاره ممکن است آب مایع وجود داشته باشد. سه‌تای آنها کاملا در کمربند حیات هستند و اگر اتمسفری شبیه به زمین داشته باشند ممکن است حتی روی آنها اقیانوس آب مایع هم پیدا شود.
مدار این سیاره‌ها تصادفی نیست و در عوض در نظمی به نام «زنجیره‌ی رزوناس» قرار دارد. بدین معنی که دوره‌ی گردش مداری هر سیاره با نسبتی مشخص به سیاره‌ی همسایه مرتبط است. برای مثال در هر هشت دوری که داخلی‌ترین سیاره در مدار ستارهی مادر می‌گردد، سیاره‌ی بعدی پنج دور گردش می‌کند و سیاره‌ی بعدش سه بار. سیاره‌ها در چنین چینش‌های منظمی تشکیل نمی‌شوند و این بدین معنیست که سیاره‌های TRAPPIST-1 در مدارهایی دورتر بوجود آمده‌اند. این سیاره‌ها سپس کم‌کم به داخل کشیده شده‌اند و در مدارهایی این‌چنین با ثبات و منظم قرار گرفته‌اند. سیاره‌های منظومه‌ی TRAPPIST-1 در قسمت‌های بیرونی و سرد منظومه تشکیل شده‌اند، جایی که ترکیبات فرار مثل آب و کربن دی‌اکسید کاملا یخ می‌زنند. بنابراین می‌توانیم نتیجه بگیریم که وقتی سیاره‌ها به نزدیکی ستارهی مادر مهاجرت می‌کردند کم‌کم این یخ‌ها ذوب و تبخیر شدند و اقیانوس‌ها و اتمسفر را ساخته‌اند.
مقایسه‌ی سیاره‌های TRAPPIST-1 با سیاره‌های سنگی منظومه‌ی شمسی
یکی از پرسش‌هایی که دربارهی این سیارات مطرح می‌شود این است که آیا آنها مثل زمین سنگی یا مثل نپتون گازی هستند؟
محاسبه‌ی چگالی آنها به این سوال ما پاسخ می‌دهد. ولی برای فهمیدن چگالی، ستاره‌شناسان باید جرم آنها را اندازه بگیرند. گذرها ما را فقط از اندازه‌ی سیارات آگاه می‌کنند. با این حال دربارهی منظومه‌ی TRAPPIST-1 گروه پژوهشی توانست با زیر نظر گرفتن اثرات گرانشی خفیف روی مدار سیارات، جرم آنها را تخمین بزند. از آن‌جا که این سیارات خیلی نزدیک به هم هستند، وقتی از کنار هم رد می‌شوند، گرانش آن‌ّها اندکی روی یکدیگر تاثیر می‌گذارد. این تاثیرات گرانشی باعث می‌شود که بعضی از گذرها اندکی قبل‌تر یا بعدتر از زمانی که انتظار می‌رود رخ دهند. با زمان‌سنجی دقیق این گذرها و ساخت مدل‌های پیچیده از این منظومه، پژوهشگران توانستند جرم آنها را تخمین بزنند و نتیجه بگیرند که همه‌ی آن‌ّها سنگی هستند.
سوال بعدی برای ستاره شناسان این است که آیا این سیارات دارای اتمسفر هستند و اگر دارند، اتمسفر آنها از چه ترکیباتی تشکیل شده است؟
وقتی سیارات از جلوی ستاره‌ها گذر می‌کنند ما می‌توانیم با طیف‌نگاری نوری که از اتمسفر آنها عبور می‌کند متوجه ترکیبات سازنده‌ی اتمسفر بشویم. دلیلش این است که گازهای موجود در اتمسفر می‌توانند فرکانس‌های مشخصی از نور را جذب کنند. این‌گونه رصدها کاملا در مرز توان طیف‌سنجی تلسکوپ‌هایی مثل هابل است. کوئلو می‌گوید: «هابل (این منظومه) را رصد می‌کند ولی به دلیل اندازه (کوچک) نمی‌تواند به اندازه کافی کارآمد باشد.» تا به حال گروه پژوهشی تایید کرده که هیچ کدام از دو سیاره‌ی داخلی‌تر، لایه‌ی ضخیم گاز هیدروژن ندارند. اگر قرار بود این سیارات «نپتون‌های کوچک» باشند باید این لایه‌ی ضخیم هیدروژنی را می‌داشتند.
یک طرح هنری از هفت سیاره‌ی منظومه‌ی TRAPPIST-1
واقعیت این است که برای مطالعه‌ی دقیق اتمسفر سیاره‌های منظومه‌ی TRAPPIST-1 باید منتظر پرتاب جانشین تلسکوپ هابل، یعنی تلسکوپ فضایی جیمز وب در سال آینده باشیم. هنینگ می‌گوید: «با تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌توانید (به سیاره‌ها) خیره شوید.» او فکر می‌کند که تلسکوپ فضایی جیمز وب می‌تواند ترکیبات تشکیل دهنده‌ی اتمسفر سیاره‌های فراخورشیدی را آشکار کند. این کار تا به حال برای سیاره‌های فراخورشیدی هم‌اندازه‌ی زمین انجام نشده است. البته او اعتقاد دارد که کشف نشانه‌های زیستی که می‌توانند ترکیبات مشخصی از متان، ازون و اکسیژن باشند به شدت چالش برانگیز است. هنینگ می‌گوید: «این یک هدف است ولی (رسیدن به آن) می‌تواند بیش از دو سال طول بکشد.» شاید اصلا به تلسکوپ‌های نسل بعد که خیلی بزرگ هستند و طی یک دهه‌ی آینده ساخته می‌شوند نیاز داشته باشیم.
پژوهشگران می‌توانند چند سال دیگر صبر کنند تا این ابزارها به بهره‌برداری برسند. آن هنگام می‌توانند نتیجه‌ی فعالیت این ابزارها یعنی کشف دنیاهای با قابلیت میزبانی از حیات را مشاهده کنند. این نتیجه احتمالا بزرگترین جایزه در نجوم است. با این حال همه‌چیز به منظومه‌ی TRAPPIST-1 ختم نمی‌شود و پروژه‌ی TRAPPIST تنها شروعی بر کمپین جستجوی سیارات فراخورشیدی در مدار ستاره‌های کوتوله است. به زودی پروژه‌ای دیگر به نام SPECULOOS آغاز می‌شود. در این پروژه پژوهشگران با استفاده از چهار تلسکوپ یک متری در رصدخانه‌ی پارانال شیلی متعلق به رصدخانه‌ی جنوبی اروپا به دنبال سیاره‌های فراخورشیدی در مدار ستاره‌های کوتوله می‌گردند. طی چند سال آینده این تلسکوپ‌ها هزاران ستارهی این‌چنینی را زیر نظر قرار می‌دهند. مادوسودان می‌گوید: «تصور کنید چند منظومه‌ی مشابه آن‌جا وجود دارد. عالم می‌تواند پر از آنها باشد.»
منبع: ScienceMag
سلام
فوق العادست.
هقت آسمانی و زمینی که خدا در قرآن اشاره میکنه شاید همینه. بعد از این همه سال تازه به حرف قرآن رسیدن.
الله الذی خلق سبع سموات و من الارض مثلهن یتنزل الامر بینهن
« خداوند همان کسی است که هفت آسمان را آفرید، و از زمین نیز همانند آنها را ، فرمان او در میان آنها پیوسته فرود می‌آید. »
التماس دعا…
چه جالب
خیلی خوب و مفید و زیبا
یکی از خبر های بسیار زیبا و البته کمی هم ترسناکی بود که تا به حال شنیده ام !
ممنون !
عالی بود آقای مومن‌زاده ????????????????????
خیلی جالب بود . با تشکر از مترجم که انقدر شیوا ترجمه کرده بودند.
اگه امکان سفر به این سیاره ها به وجود بیاد دنیا خیلی خیلی جالب میشه و خب رقابت های تازه ای در دنیا شروع میشه
این کشف واقعا هیجان انگیزه.