کشف بزرگ ستاره‌شناسان؛ خواهر زمین پیدا شد!

ستاره‌شناسان پس از سال‌ها زیرنظر گرفتن دقیق ستاره‌ی پروکسیما قنطورس، بالاخره توانستند در مدار آن سیاره‌ای پیدا کنند که فقط اندکی از زمین بزرگتر است. پروکسیما قنطورس نزدیک‌ترین ستاره به خورشید است و سیاره‌ی کشف شده، در دامنه‌ی زندگی آن قرار دارد. یعنی در فاصله‌ای از ستاره قرار گرفته که دما نه خیلی زیاد است و نه خیلی کم، بنابراین آب مایع می‌تواند روی سطح آن وجود داشته باشد. این نزدیک‌ترین سیاره‌ی فراخورشیدی است که تا به حال کشف کرده‌ایم و دیگر امکان ندارد یک سیاره‌ی فراخورشیدی نزدیک‌تر پیدا کنیم. این سیاره، «پروکسیما-بی» نام‌گذاری شده است.

تا به حال ستاره‌شناسان صدها سیاره‌‌ی فراخورشیدی هم‌اندازه‌ی پروکسیما-بی پیدا کرده‌اند. حتی به نظر می‌آید که بسیاری از آن‌ها نسبت به پروکسیما-بی شرایط بهتری برای میزبانی از حیات دارند. ولی‌ چون این سیاره‌ی فراخورشیدی خیلی به ما نزدیک است، ستاره‌شناسان حسابی هیجان‌زده شده‌اند. این سیاره در مدار نزدیک‌ترین ستاره به ما و فاصله‌ی ۴٫۲۵ سال نوری قرار دارد. بنابراین می‌توانیم با استفاده از ابزارهای کنونی یا ابزارهایی که در آینده‌ی نزدیک آماده به کار می‌شوند، خیلی دقیق اتمسفر و مواد تشکیل دهنده‌ی آن را مطالعه کنیم. یک دانشمند سیاره‌شناس به نام «سارا سیگر» از انستیتوی فناوری ماساچوست در کمبریج می‌گوید: «بدون شک این بهترین سیاره‌ای [برای مطالعه] است که داریم.»

چند هفته‌ای بود که شایعه‌ی مربوط به این کشف در رسانه‌های مختلف پخش شده بود. کشف این سیاره با تکنیک سنجش سرعت شعاعی صورت گرفت. ستاره‌شناسان با استفاده از تلسکوپ، نور ستاره را زیر نظر گرفتند تا ببینند که آیا فرکانس آن به صورت دوره‌ای به دلیل اثر داپلری کم و زیاد می‌شود یا خیر. اگر چنین چیزی کشف می‌کردند، بدین معنی بود که سیاره‌ای در مدار این ستاره مرتب آن را به جلو و عقب می‌کشد و در نتیجه اثر داپلری ایجاد می‌شود.

از سال ۲۰۰۰، گروه‌های مختلفی نشانه‌هایی مبنی بر وجود یک سیاره در مدار ستاره‌ی پروکسیما قنطورس پیدا کرده بودند، ولی هیچ‌کدام از این شواهد برای نتیجه‌گیری کافی نبودند. «گویلم آنگلادا اسکوده» از دانشگاه کویین مری لندن سرپرست گروهی است که موفق به این کشف شده و می‌گوید: «ما آزمایشی را برای تایید آن‌چه انتظار داشتیم بیابیم طراحی کردیم.» این گروه از دستگاه طیف‌نگار «جستجوگر سیاره‌ای فرا دقیق سرعت شعاعی» (HARPS) در یکی از تلسکوپ‌های ۳٫۶ متری رصدخانه‌ی جنوبی اروپا در شیلی استفاده کرد.

آن‌ها با این ابزار، از ماه ژانویه به مدت ۶۰ شب متوالی، هر شب ۲۰ دقیقه ستاره‌ی پروکسیما قنطورس را خیلی دقیق طیف‌نگاری کردند. سپس داده‌های بدست آمده را با داده‌های قبلی در هم آمیختند و بدین ترتیب سیاره‌ کشف شد. این سیاره حدودا ۱٫۳ برابر زمین جرم دارد و در هر ۱۱٫۲ روز، یک بار در مدار ستاره می‌گردد. اخترفیزیکدانی به نام «نیکو مادوسودان» از دانشگاه کمبریج در انگلستان می‌گوید: «این [یافته] نقطه نظر ما که سیارات سنگی همه‌جا، در مدار همه‌ی انواع ستاره‌ها وجود دارند را تقویت می‌کند.»

سیاره‌ی فراخورشیدی پروکسیما-بی به ستاره‌ی پروکسیما قنطورس بسیار نزدیک است و هر ۱۱٫۲ روز یک بار در مدار آن می‌گردد.

ابتدا به نظر می‌رسد سیاره‌ای که این‌قدر به ستاره‌اش نزدیک است (فقط ۵ درصد فاصله‌ی بین زمین تا خورشید) سطح خیلی داغ و سوزانی داشته باشد. ولی پروکسیما قنطورس فقط یک-هشتم خورشید جرم دارد و دمای آن خیلی کم است. مجموع انرژی که این سیاره از ستاره‌اش دریافت می‌کند، ۶۵ درصد انرژی دریافتی زمین از خورشید است. بنابراین اگر پروکسیما-بی اتمسفر داشته باشد و گرمای دریافتی از ستاره را به دام بیندازد، آب مایع به راحتی روی سطح آن جاری می‌شود.

با این حال ممکن است سیاره‌ی پروکسیما-بی برای میزبانی از حیات خیلی مناسب نباشد، چرا که احتمالا در قفل مداری قرار دارد. یعنی اینکه همیشه یک طرف آن به سمت ستاره‌اش است و بنابراین همواره یک سمت آن روز و طرف مخالف شب است. در نتیجه اختلاف دمای خیلی شدیدی بین دو نیمکره‌ی آن وجود دارد. ماه هم نسبت به زمین چنین وضعیتی دارد و همیشه یک طرف آن به سمت زمین است. بعلاوه، چون این سیاره خیلی به پروکسیما قنطورس نزدیک‌ است، ۱۰۰ برابر بیشتر از زمین پرتوهای پر انرژی فرابنفش و ایکس دریافت می‌کند. در ضمن به هنگام طوفان‌های ستاره‌ای، ذرات باردار پرانرژی، این سیاره را بمباران می‌کنند. مگر اینکه پروکسیما-بی مثل زمین میدان مغناطیسی محافظ داشته باشد.

این کشف باعث شده که گروه‌های مختلفی تلسکوپ‌های خود را به سوی پروکسیما قنطورس نشانه بگیرند تا ببینند آیا پروکسیما-بی نسبت به زاویه‌ی دید ما از جلوی ستاره گذر می‌کند یا خیر. مشاهده‌ی این گذر باعث می‌شود که بتوانیم اندازه و جرم دقیق سیاره را بفهمیم و در نتیجه چگالی آن را محاسبه کنیم. با فهمیدن چگالی، می‌توانیم از سنگی بودن این سیاره مطمئن شویم و تا حدودی بفهمیم که جنس سطح آن از چیست. در ضمن وقتی نور ستاره‌ از اتمسفر سیاره عبور می‌کند، می‌توانیم از ترکیب‌های سازنده‌ی اتمسفر هم با خبر شویم. سیگر می‌گوید: «این شگفت‌انگیز خواهد بود. یک رویا به واقعیت تبدیل می‌شود.»

ولی شانس اینکه مدار سیاره به شکلی باشد که دانشمندان بتوانند گذر آن را از مقابل ستاره مشاهده کنند، فقط ۱٫۵ درصد است. با این حال اگر گذر نکرد همچنان امیدهایی وجود دارد. در یک دهه‌ی آینده، تلسکوپ‌های خیلی بزرگی روی زمین ساخته و رصدخانه‌های فضایی جدیدی مثل «جیمز وب» آماده به کار می‌شوند. این تلسکوپ‌ها می‌توانند با سد کردن نور پروکسیما قنطورس، مستقیم سیاره‌ی فراخورشیدی پروکسیما-بی را رصد کنند. بدین ترتیب ما می‌توانیم اولین تصاویر مستقیم از سیاره‌ای که احتمال حیات روی آن وجود دارد را دریافت کنیم. در ضمن اگر قرار باشد زمانی فضاپیمایی به یک سیاره‌ی فراخورشیدی بفرستیم، احتمالا پروکسیما-بی اولین مقصد ما است. البته سفر به این سیاره با فضاپیماهای کنونی غیر ممکن است. هرچند این سیاره فقط ۴٫۲۵ سال نوری از ما فاصله دارد و در مدار نزدیک‌ترین ستاره به خورشید است، ولی مثلا فضاپیمای «افق‌های نو» که سال گذشته با سرعتی در حدود ۱۶ کیلومتر بر ثانیه به پلوتو رسید، برای سفر به این سیاره، ۷۸ هزار سال در راه خواهد بود.

منبع: Science Mag