عبد الرضا لاوری

آیا سیاره ای مانند زمین در جایی از کهکشان راه شیری وجود دارد؟ستاره شناسان هرروز به یافتن پاسخ این پرسش یعنی امکان یافتن سیاره ای مانند زمین در مداری مانند مدار زمین حول یک ستاره مادر(سیاره فراخورشیدی) نزدیک ونزدیکتر می شوند.تلسکوپ فضایی کپلر متعلق به ناسا با هدف یافتن چنین دنیاهایی به فضا پرتاب شده است.این تلسکوپ با کشف تغییرات  بسیار ناچیز نور ستاره ها ی کاندید ،که می تواند ناشی از عبور یک سیاره باشد به وجود چنین سیاراتی پی خواهد برد. بعد از اینکه چنین سیاره ای پیدا شد پرسش بعدی این است،آیا این سیاره قابل سکونت است؟آیا این سیاره دارای جوی مانند جو زمین است؟پاسخ دادن به این سئوالها ساده نخواهد بود.

تلسکوپ فضایی جیمز وب (که برای پرتاب در سال 2013 میلادی آماده می شود)با داشتن آیینه ای بزرگتر و داشتن مداری در فضای بیرونی تر نسبت به تلسکوپهای کنونی درپاسخ به چنین پرسشهایی دارای تواناییهای بسیاری است.

در یک کار مطالعاتی جدید ،خانم لیزا کالتنگر(از مرکز مطالعات اختر فیزیکی هاروارد استیمسونیان)بهمراه وسلی تراب(از آزمایشگاه جت پروپالشن)به بررسی تواناییهای این تلسکوپ بزرگ در تحقیق درباره جو سیارات زمین مانند احتمالی طی پدیده عبور، زمانی که نور ستاره مادر توسط جو سیاره احتمالی فیلتر می شود پرداختند. آنها به این نکته پی بردند که این تلسکوپ می تواند گازهای ویژه ای را که بانام بیومارکرز(نشانه های حیات)شناخته می شوند مانند ازون ومتان، البته تنها برای نزدیکترین دنیاهای زمین مانند کشف کند.به گفته لیزا کالتنگر ما بسیار خوش شانس خواهیم بود که بتوانیم به وجود جو یک سیاره زمین مانند ،طی پدیده عبور پی ببریم.ما شاید مجبور باشیم برای اطمینان کامل نتایج بررسی  شاید صدها بار پدیده عبور را حتی برای ستاره های نزدیک (با 20 سال نوری فاصله از زمین) کنار هم بگذاریم .او اضافه می کند با وجودهمین دشواریها ،یافتن ویژگیهای جو یک سیاره زمین مانند، بسیار هیجان انگیز خواهد بود.

طی پدیده عبور، یک سیاره فراخورشیدی ،از مقابل نور ستاره مادر می گذرد.در طی همین زمان ،گازهای درون جو آن کسر ناچیزی از نور ستاره را جذب می کنند .با یادآوری اینکه هر گازی تنها می تواند یک طول موج خاص نور را جذب  کند با بررسی طیف نور ستاره و بکمک بررسی دقیق نورهای جذب شده می توان به نوع گاز یا گازهای درون جو سیاره پی برد.

این روش بسیار مشکل است.برای مقایسه بدانید اگر زمین به اندازه یک توپ بسکتبال باشد ضخامت جو آن تنها به اندازه ضخامت یک برگ کاغذ خواهد بود بنابراین تغییرات نوری بسیار کوتاه مدت و ناچیز است.

این روش تنها زمانی کارساز است که سیاره از مقابل ستاره مادر بگذرد وزمان عبور چند ساعتی طول بکشد تا فرصت بررسی دقیق وجود داشته باشد.

دو ستاره شناس نامبرده ابتدا به بررسی یک سیاره فرضی زمین مانند که حول یک ستاره خورشید مانند می چرخد پرداختند.برای اینکه تغییرات نوری قابل کشف واعتماد باشند ستاره وسیاره باید به زمین بسیار نزدیک باشند.تنها ستاره خورشید مانند نزدیک به زمین ستاره آلفای قنطورسی می باشدکه با توجه به تکنولوژی امروز تاکنون هیچ سیاره ای اطراف آن کشف نشده است.

مطالعه دو ستاره شناس ستارگان کوتوله قرمز را هم در بر گرفته است.چنین ستارگانی که از رده طیفی M  هم شناخته می شوند درکهکشان راه شیری بسیار فراوان هستند .ستاره های کوتوله قرمزحتی از ستارگان زرد مانند خورشید از رده طیفی G   هم فراوان تر می باشند. ستارگان رده M از خورشید سردتر ،تیره تر وکوچک ترهستند ویافتن سیاره زمین مانند اطراف آنها ساده تر است.

مدار چرخشی  سیاره زمین مانند باید به اندازه کافی به کوتوله قرمز نزدیک باشد تاحرارت آن به حدی برسد که آب مایع بتواند برسطح آن شکل بگیرد.در نتیجه مدار چرخش کوچکتر، سرعت چرخش آن بدور ستاره مادر بیشتر بوده  ودر نتیجه مدت زمان پدیده عبور از چند ساعت به حدود چند دقیقه خواهد رسید.از طرف دیگر نکته امیدوار کننده این است که تعداد رخ دادن عبورها در یک بازه زمانی مشخص بیشتر خواهد بود.ستاره شناسان با افزودن نتایج مشاهدات مختلف از رصد چندین عبور می توانند شانس کشف وبررسی جو سیاره را بیشتر کنندواین موجب شده که کوتوله های قرمز بهترین هدف کشف جو سیاره با این روش باشند.

پدیده عبور برای هر سیاره زمین مانند که حول ستاره ای مانند خورشید می چرخد طی هرسال در حدود 10 ساعت طول خواهد کشید.در نتیجه جمع آوری نتایج 100 ساعت بررسی پدیده عبور به 10 سال زمان احتیاج دارد.برخلاف این، اگر یک سیاره زمین مانند حول یک کوتوله قرمز با اندازه متوسط بچرخد طی هر ده روز حدود یک ساعت پدیده عبور را خواهد  داشت بنابراین جمع آوری 100 ساعت بررسی پدیده عبور به کمتر از 3 سال زمان احتیاج دارد.

در نهایت می توان گفت، تصویر برداری مستقیم از سیاره(بررسی ذرات فوتونی که بطور مستقیم از سمت خود سیاره می آیند)می تواند به عنوان روشی دقیقتر از روش بررسی جو طی پدیده عبور وبعنوان مکمل آن در نظر گرفته شود.در بهترین سناریو،امکان دارد آشکار شود که ستاره آلفای قنطورسی دارای یک سیاره زمین مانند است که تا بحال کسی آنرا کشف نکرده باشد.بنابراین ستاره شناسان تنها به چند پدیده عبور احتیاج دارند که به جو آن سیاره احتمالی پی ببرند و بتوانند به افتخار کشف سیاره دو قلوی زمین نایل آیند.   منبع: www.cfa.harvard.edu