مدل جدید برای شناسایی سیارات بیگانه قابل سکونت
اخترشناسان آمریکایی به دنبال توسعه مدل نظری جدیدی هستند که شناسایی سیارات بیگانه قابل سکونت را امکانپذیر میکند.
(ایسنا)، سه ابرزمین کشف شده در منطقه قابل سکونت ستاره Gliese667C، دو سیاره سنگی در منطقه گلدیلاک در اطراف کپلر-62، سیارات ابر زمینی در مدار Tau Ceti و HD40307 در فاصله مناسب برای وجود آب بر روی سطح از جمله مهمترین کاندیداهای سیارات بالقوه قابل سکونت محسوب می شوند.
این سیارت فرازمینی تنها در یک سال گذشته شناسایی شده اند و شکارچیان سیارات بیگانه همچنان به تحقیقات خود برای یافتن زمین دوم با قابلیت سکونت ادامه میدهند.
دانش بشر در خصوص سیارات بیگانه بسیار ناقص است و هنوز امکان تعیین دقیق قابل سکونت بودن یک سیاره وجود ندارد.
شرایط لازم برای قابل سکونت بودن سیارات بیگانه
عوامل زیادی تعیین کننده قابل سکونت بودن یک سیاره بیگانه هستند؛ وجود میدان مغناطیسی، جو مناسب، دارا بودن صفحات تکتونیکی، چرخه کربنی، محور چرخشی پایدار و گرانش کافی از جمله شرایط ضروری محسوب می شوند.
داشتن جو بخصوص دارا بودن برخی از گازهای گلخانه ای یکی از حیاتی ترین عوامل برای قابل سکونت بودن یک سیاره است که به حفظ گرما کمک می کند.
محققان تأکید می کنند، جو ضخیم هیدروژن - هلیوم تا زمانیک ه فشار در سطح اجازه وجود آب به شکل مایع را می دهد، نمی تواند رد کننده پتانسیل میزبانی حیات باشد؛ بنابراین یک ابر زمین با جو ضخیم هیدورژنی و هسته سنگی می تواند از شرایط وجود آب در عمق برخوردار باشد.
در آینده با کمک تلسکوپ های بسیار قدرتمند مانند تلسکوپ 30 متری، تلسکوپ عظیم ماژلان یا تلسکوپ بسیار بزرگ اروپا (EELT) امکان رصد جو سیارات بیگانه شبه زمین فراهم خواهد شد.
مدل نظری جدید
محققان مرکز تحقیقات اخترفیزیک هاروارد- اسمیت سونیان به سرپرستی «دیوید کیپینگ» بدنبال توسعه مدل نظری جدیدی هستند که می تواند تعیین کند، یک ابر زمین با دو تا 10 برابر جرم زمین و قطر دو برابری دارای جو بوده و مناسب برای زندگی است.
شناسایی سیارات بیگانه قابل سکونت از طریق بررسی دارا بودن جو و نحوه اتصال جو با ارتباط بین جرم و قطر سیاره امکانپذیر می شود.
دو تکنیک اصلی شناسایی سیارات بیگانه مکمل یکدیگر هستند؛ زمانیکه سیاره از مقابل ستاره میزبان عبور می کند، کسری از نور ستاره را مسدود می کند که از این طریق امکان اندازه گیری قطر سیاره فراهم می شود.
همچنین سیاره در حال گردش، کشش گرانشی بر ستاره میزبان وارد می کند که با شناسایی این کشش، امکان محاسبه جرم سیاره بر اساس میزان کشیدن شدن سیاره به سمت ستاره فراهم می شود.
تنها مشکل این است که همه سیارات در حال چرخش در مدار ستاره میزبان در زاویه مناسب برای مشاهده گذر قرار ندارند؛ همچنین برخی سیارات بیگانه و ستاره های آنان در فواصل دور و بسیار کم نور هستند که امکان محاسبه کشش گرانشی را غیر ممکن می سازد.
برای بررسی این دسته از سیارات بیگانه از حجم سیاره استفاده می شود و با تقسیم توده با حجم محاسبه شده، چگالی سیاره تعیین می شود که نشان دهنده سنگی، گازی یا یخی بودن سیاره است.
مدل رایانه ای که توسط محققان مرکز هاروارد - اسمیت سونیان توسعه یافته است، به اخترشناسان برای تعیین جرم، شعاع، چگالی ابر زمین کمک کرده و وضعیت جو از لحاظ ضخامت یا نازکی را مشخص می کند.
تعیین وضعیت جو بسیار حائز اهمیت است، چراکه جو زمین لایهای با ضخامت 100 کیلومتر متشکل از نیتروژن، اکسیژن، دی اکسید کربن، آرگون، بخار آب و نئون است که فقط 1.5 درصد شعاع زمین را تشکیل میدهد؛ دقیقا مشخص نیست که آیا جو سیارهیی متشکل از هیدورژن و هلیوم - مشابه جو اورانوس یا نپتون - اما گرمتر می توانند اساسا میزبان حیات باشد؟
جامد، مایع یا گاز
در این مدل جدید از یک گراف برای تهیه نقشه از جرم سیاره در مقابل شعاع استفاده می شود و با قرار گرفتن سیاره بیگانه در این گراف، امکان تعیین سنگی بودن، وجود آب زیر سطحی یا یخی بودن سیاره فراهم می شود.
«کیپینگ» تأکید می کند: طیف گسترده ای از مدل ها وجود دارند که سیارات ابر زمین از آن ساخته شده اند؛ بطور مثال سیارات آهنی، سیلیکاتی، دارای آب یا ترکیبی از این مواد وجود دارند.
به گفته «کیپینگ»، زمانی که یک سیاره از مقابل ستاره میزبان عبور می کند، تنها تنه جامد سیاره باعث مسدود شدن نور ستاره نمی شود و جو سیاره نیز چنین عملکردی دارد؛ تنها با شناسایی بخش مرئی سیاره نمی توان تعیین کرد که کدام بخش جامد و کدام بخش گازی است و در این شرایط دیاگرام جرم - شعاع راه حل مناسبی برای این مشکل محسوب می شود.
محدودیت های نظری – شرایط مرزی برای هر نوع سیاره در این مطالعه مورد محاسبه قرار گرفت؛ شرایط مرزی پایین تر بیانگر یک ابر زمین سنگی با هسته آهنی و فاقد جو است و مرز بالا به معنای سیاره ای دارای آب با هسته جامد است.
محققان نتایج تحقیقات خود را در مجله Astronomical Society of the Pacific منتشر کردهاند.
