کشف نزدیک‌ترین سیاره زیست‌پذیر پیرامون نزدیک‌ترین ستاره

* پژوهشگران در برنامه‌ی "نقطه‌ی سرخ کمرنگ" سیاره‌ای هم‌جرم با زمین پیرامون ستاره‌ی پروکسیما قنطورس -نزدیک‌ترین ستاره به زمین- یافته‌اند.

اخترشناسان با بهره از تلسکوپ‌های رصدخانه‌ی جنوبی اروپا (ESO) و تجهیزات دیگر نشانه‌های آشکاری از وجود سیاره‌ای در مدار پیرامون نزدیک‌ترین ستاره به زمین، یعنی ستاره‌ی پروکسیما قنطورس یافته‌اند. این سیاره با عنوان "پروکسیما-بی" (Proxima b) هر ۱۱ روز یک بار به گرد ستاره‌ای سرخ و خنکش می‌چرخد و خودش دمایی مناسب آب مایع سطحی دارد. این سیاره‌ی سنگی که کمی پرجرم‌تر از زمین است، به عنوان نزدیک‌ترین فراسیاره‌ به زمین شناخته شده- و شاید نزدیک‌ترین بودباشِ ممکن برای زندگی در ورای سامانه‌ی خورشیدی باشد. پژوهشنامه‌ای درباره‌ی این یافته‌ی بزرگ در شماره‌ی ۲۵ اوت ۲۰۱۶ نشریه‌ی نیچر منتشر خواهد شد.
برداشت هنر (نقاشی) از سیاره‌ی پروکسیما-بی که به گرد ستاره‌ی کوتوله‌ی سرخ پروکسیما قنطورس می‌چرخد. در آن سوی ستاره هم سامانه‌ی دوستاره‌ای آلفا قنطورس ای.بی را می‌بینیم. این تصویر با میدان گسترده‌تر در اندازه‌های: بزرگ- بزرگ‌تر (۲.۱ مگ)- بسیار بزرگ‌تر (۷.۴ مگ)
در فاصله‌ی بیش از چهار سال نوری زمین یک ستاره‌ی کوتوله‌ی سرخ وجود دارد که به این دلیل که نزدیک‌ترین ستاره پس از خورشید است به نام پروکسیما قنطورس خوانده شده. این ستاره‌ی خنک در صورت فلکی قنطورس بسیار کم‌نورتر از آنست که با چشم نامسلح دیده شود و کنار یک جفت ستاره‌ی بسیار بزرگ‌تر به نام "آلفا قنطورس ای-بی" جای دارد.

پروکسیما قنطورس در نیمه‌ی نخست سال ۲۰۱۶ به طور منظم با طیف‌نگار HARPS روی تلسکوپ ۳.۵ متری ESO در لاسیای شیلی رصد شد و هم‌زمان تلسکوپ‌های دیگری در سرتاسر دنیا نیز آن را زیر نظر گرفتند [۱]. این برنامه‌ی رصدی به نام چالش "نقطه‌ی سرخ کمرنگ" (Pale Red Dot) خوانده شد و در آن، گروهی از اخترشناسان به رهبری گیم آنگلادا-اسکوده از دانشگاه کویین مری لندن به جستجوی لنگش‌های رو به پس و پیشِ ستاره پرداختند که می‌توانست در اثر کشش گرانشی یک سیاره‌ی احتمالی در مدارش رخ دهد [۲].

از آنجا که این موضوعی با علاقه‌ی گسترده‌ی همگانی بود، روند آن میان نیمه‌های ژانویه تا آوریل ۲۰۱۶ در تارنمای نقطه‌ی سرخ کمرنگ و رسانه‌های همگانی منتشر شد. به همراه این گزارش‌ها پژوهشنامه‌های بیشماری که توسط کارشناسان سراسر دنیا نوشته شده بود هم انتشار یافت.

گیم آنگلادا-اسکوده پس‌زمینه‌ی این جستجوی ویژه را توضیح می‌دهد: «نخستین نشانه‌های یک سیاره‌ی احتمالی در سال ۲۰۱۳ دیده شده بود، ولی مشاهدات قانع‌کننده نبودند. از آن هنگام تاکنون ما به سختی تلاش کردیم تا از روی زمین به کمک ESO و دیگران رصدهای بیشتری انجام دهیم. برنامه‌ریزی چالش نقطه‌ی سرخ کمرنگ حدود دو سال زمان برد.»
اجایگاه ستاره‌ی پروکسیما قنطورس در آسمان نیمکره‌ی جنوبی. چارچوب پایین سمت راست: پروکسیما قنطورس و چارچوب پایین سمت چپ: سامانه‌ی دوستاره‌ای آلفا قنطورس ای.بی. هر دوی این عکس‌ها از تلسکوپ هابلند- این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر (۴.۶ مگ)
داده‌های چالش نقطه‌ی سرخ کمرنگ، هنگامی که با داده‌های پیشین رصدخانه‌های ESO و جاهای دیگر ترکیب شد نشانه‌ی آشکار یک کشف هیجان‌انگیز را نشان داد. پروکسیما قنطورس در زمان‌هایی با سرعت ۵ کیلومتر بر ساعت -سرعت راه رفتن معمولی انسان- به زمین نزدیک می‌شود، و در زمان‌هایی دیگر با همین سرعت از زمین دور می‌شود. این الگوی منظمِ سرعت‌های شعاعی با یک دوره‌ی ۱۱.۲ روزه تکرار می‌گردد. بررسی‌های دقیقی که روی جابجایی‌های بسیار کوچک دوپلری انجام شد نشان داد که این جابجایی‌ها نمایانگر وجود یک سیاره به جرم دستکم ۱.۳ برابر زمین هستند که در فاصله‌ی ۷ میلیون کیلومتری پروکسیما قنطورس به گرد آن می‌چرخد- تنها ۵% فاصله‌ی زمین تا خورشید [۳].

گیم آنگلادا-اسکوده درباره‌ی هیجان این چند ماه می‌نویسد: «من در تمام ۶۰ شب چالش نقطه‌ی سرخ کمرنگ، سازگاری این سیگنال را به طور مرتب و روزانه بررسی می‌کردم. ۱۰ روز نخست امیدوارکننده بود، ۲۰ روز نخست با چشمداشت‌ها همخوانی داشت، و پس از ۳۰ روز، نتایج بسیار قطعی بود، در نتیجه پیش‌نویس پژوهشنامه‌مان را آغاز کردیم.»

کوتوله‌های سرخی مانند پروکسیما قنطورس ستارگانی فعالند و می‌توانند تغییرات گوناگونی داشته باشند که خود را مانند اثر وجود یک سیاره نشان بدهد. گروه دانشمندان برای حذف این احتمال، در مدت چالش با بهره از تلسکوپ ASH2 در رصدخانه‌ی کاوش‌های کیهانی سان پدرو د آتاکاما در شیلی و شبکه‌ی تلسکوپی رصدخانه‌ی لاس کامبرس تغییرات درخشش ستاره را هم به دقت زیر نظر گرفتند. داده‌های سرعت شعاعی که به هنگام فوران ستاره به دست آمده بود از بررسی پایانی حذف شد.
انمودار دور و نزدیک شدن سیاره‌ی پروکسیما-بی به زمین در نیمه‌ی نخست ۲۰۱۶. بررسی این الگو نشانگر وجود سیاره‌ای به جرم ۱.۳ زمین بود. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر
اگرچه سیاره‌ی پروکسیما-بی بسیار به ستاره‌اش نزدیک‌تر است تا سیاره‌ی تیر نسبت به خورشید، ولی خود ستاره بسیار کم‌نورتر از خورشید است. در نتیجه پروکسیما-بی به خوبی درون منطقه‌ی زیست‌پذیر پیرامون ستاره جای گرفته و دمای برآورد شده‌ی سطحش به اندازه‌ای هست که آب به حالت مایع بتواند روی آن وجود داشته باشد. با وجود مدار خوش‌دمای پروکسیما-بی، سطحش احتمالا به شدت زیر بمباران شراره‌های فرابنفش و پرتو X ستاره است- بسیار بیش از چیزی که زمین از خورشید می‌گیرد [۴].

دو پژوهشنامه‌ی جداگانه درباره‌ی زیست‌پذیری پروکسیما-بی و شرایط اقلیمیش ارایه شده. در این پژوهشنامه‌ها گفته شده که وجود آب مایع روی این سیاره در زمان کنونی را نمی‌توان رد کرد و اگر چنین هم باشد، این آب مایع تنها در آفتاب‌گیرترین مناطق سطح سیاره وجود خواهد داشت، حال یا در ناحیه‌ای در نیمکره‌ای از سیاره که رو به ستاره است (چرخش هم‌زمان- قفل گرانشی)، یا در یک کمربند گرمسیری روی آن (بازآوایی یا رزنانس ۳:۲). چرخش پروکسیما-بی، تابش شدید ستاره‌اش، و تاریخ پیدایش خود سیاره باعث شده شرایط آب و هوایی آن بسیار متفاوت با زمین باشد، و بعید است این سیاره اصلا دارای فصل‌هایی باشد.

این کشف سرآغاز مشاهدات گسترده‌ی بیشتر خواهد بود، هم با ابزارهای کنونی [۵] و هم با نسل بعدی تلسکوپ‌های غول‌پیکری مانند "تلسکوپ اروپایی بی‌اندازه بزرگ" (E-ELT). پروکسیما-بی یک هدف عمده در شکار نشانه‌های زندگی در سرتاسر کیهان خواهد بود. در واقع، سامانه‌ی آلفا قنطورس هم هدف انسان‌ها در نخستین تلاششان برای سفر به یک سامانه‌ی ستاره‌ای دیگر (پروژه‌ی استارشات) است.

گیم آنگلادا-اسکوده در پایان می‌گوید: «سیاره‌های فراخورشیدی بسیاری یافته شده‌ و بیش از این هم یافته خواهد شد، ولی جستجوی نزدیک‌ترین همسان تقریبی زمین و کامیابی در آن تجربه‌ای تکرارنشدنی برای همه‌ی ما بوده است. این کشف دستاورد آمیزه‌ی گزارش‌ها و تلاش‌های مردمان بسیاری در این راهست. این نتیجه ادای احترامی به همه‌ی آنها نیز هست. گام بعدی، جستجوی زندگی روی پروکسیما-بی خواهد بود...»
جایگاه سیاره‌ی پروکسیما-بی نسبت به ستاره‌اش در مقایسه با سامانه‌ی خورشید. این تصویر در اندازه‌ی بزرگ‌تر
-------------------------------------------------
یادداشت‌ها:
۱] این پژوهش افزون بر داده‌های چالش نقطه‌ی سرخ کمرنگ، گزارش‌های کمکی دانشمندانی که سال‌هاست پروکسیما قنطورس را زیر نظر دارند را نیز در بر دارد. از جمله‌ی این دانشمندان، اعضای برنامه‌ی کوتوله‌های-ام UVES/ESO (مارتین کورستر و مایکل اندل) و پیشگامان جستجوی فراسیاره‌ها مانند آر. پل باتلر بودند. مشاهدات گروه HARPS/Geneva در مدت چندین سال هم در این پژوهش به کار رفت.

۲] نام "نقطه‌ی سرخ کمرنگ" یا Pale Red Dot اشاره به جمله‌ی پرآوازه‌ایست که کارل سیگن درباره‌ی زمین گفته بود (نقطه‌ی آبی کمرنگ). از آنجایی که پروکسیما قنطورس یک ستاره‌ی کوتوله‌ی سرخ است، سیاره‌اش را با پرتوی سرخ‌فام کمرنگی روشن کرده است.

۳] چنین کشفی از دید فنی از ۱۰ سال پیش امکان‌پذیر بود. در واقع سیگنال‌های کم‌دامنه‌تری در گذشته یافته شده. ولی ستارگان گوی‌های همواری از گاز نیستند و پروکسیما قنطورس هم یک ستاره‌ی فعال است. یافته شدن پروکسیما-بی تنها پس از آن امکان‌پذیر شد که دانشمندان به شناخت دقیقی از چگونگی تغییرات ستاره در بازه‌های زمانیِ چند دقیقه تا چند دهه، و چگونگی دیده‌بانی درخشش آن با تلسکوپ‌های نورسنج دست یافند.

۴] مناسب بودن این گونه سیاره‌ها برای پشتیبانی از آب و زندگی زمینی موضوع بحث و گفتگوهای شدید ولی به طور عمده نظری است. بیشتر نگرانی‌ها در این باره بابت نزدیکی سیاره به ستاره‌اش است. برای نمونه، نیروهای گرانشی می‌توانند سیاره را درگیر قفل گرانشی با ستاره کرده باشند، به گونه‌ای که یک سمتش همیشه غرق در نور ستاره و سمت دیگرش غرق در تاریکی بی‌پایان باشد. جو سیاره هم ممکن است به آرامی رو به تبخیر باشد یا این که به دلیل پرتوهای فرابنفش و X شدیدتر، دارای مولکول‌های شیمیایی پیچیده‌تری نسبت به زمین شده باشد، به ویژه در یک میلیارد سال نخست زندگی ستاره. ولی هیچ یک از این نظریه‌ها به طور قطعی ثابت نشده و بعید است بدون شواهد دیداری مستقیم و شناسایی جو سیاره پاسخی یافته شود. چنین انگاره‌هایی را برای سیاره‌هایی که به تازگی پیرامون ستاره‌ی تراپیست-۱ یافته شده نیز می‌توان به کار برد.

۵] برخی از روش‌ها برای بررسی جو یک سیاره بستگی به گذر سیاره از میان زمین و ستاره‌اش دارد؛ در چنین حالتی، اخترشناسان می‌توانند تغییرات نور ستاره که از درون جو سیاره می‌گذرد و به ما می‌رسد را بررسی کنند تا به ویژگی‌های جو آن پی ببرند. هنوز شواهدی از این که پروکسیما-بی در صفحه‌ی ستاره‌اش جابجا می‌شود به دست نیامده، و شانس روی دادن چنین چیزی هم ناچیز است، ولی رصدهای بیشتری برای بررسی این احتمال انجام خواهد شد.


--------------------------------------------
کانال تلگرام یک ستاره در هفت آسمان:

واژه نامه:
Pale Red Dot - Earth - Proxima Centauri - ESO - planet - star - Proxima b - exoplanet - Solar System - Nature - Sun - constellation of Centaurus - unaided eye - Alpha Centauri AB - HARPS - spectrograph - La Silla - Chile - Guillem Anglada-Escudé - Queen Mary University - London - Doppler - Red dwarf - ASH2 - San Pedro de Atacama Celestial Explorations Observatory - Chile - Las Cumbres Observatory - Radial velocity - Mercury - habitable zone - liquid water - ultraviolet - X-ray - flare - habitability - synchronous rotation - tropical belt - 3:2 resonance rotation - European Extremely Large Telescope - E-ELT - StarShot - UVES/ESO M-dwarf programme - Martin Kürster - Michael Endl - R. Paul Butler - HARPS/Geneva - Carl Sagan - pale blue dot - photometric telescope - TRAPPIST-1 -

0 دیدگاه شما:

Blogger template 'Browniac' by Ourblogtemplates.com 2008

بالای صفحه