8 دقیقه
کشف جدید: نشانه‌های یک دنیای قابل زیست در نزدیکی خورشید ما
مشاهدات انجام‌شده با تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) یک منبع کم‌نور را شناسایی کرده‌اند که ممکن است سیارهای باشد و به دور آلفا قنطورس A، ستارهای که بیشترین شباهت را به خورشید دارد و بخشی از سامانه سه‌گانه آلفا قنطورس است، میگردد. این جرم که به طور موقت آلفا قنطورس Ab نام‌گذاری شده، تقریباً در فاصلهای دوبرابر فاصله زمین تا خورشید از ستاره میزبان خود قرار دارد؛ بنابراین در ناحیه موسوم به ناحیه قابل زیست این ستاره واقع شده است، یعنی پهنه‌ای که آب مایع تحت شرایط مناسب جوی میتواند بر سطح یک جرم سنگی وجود داشته باشد. در صورت تأیید، این سیاره نزدیک‌ترین سیاره فراخورشیدی خواهد بود که تاکنون به طور مستقیم تصویربرداری شده و همچنین یکی از در دسترس‌ترین گزینه‌ها برای مطالعات تکمیلی دقیق به شمار می‌رود.
پیش‌زمینه‌ی علمی: سامانه آلفا قنطورس و روش‌های کشف سیاره فراخورشیدی
آلفا قنطورس در فاصلهای حدود ۴ سال نوری از زمین قرار دارد و متشکل از یک جفت ستاره نزدیک به هم موسوم به آلفا قنطورس A (ستارهای از نوع G همانند خورشید) و آلفا قنطورس B است و همچنین کوتوله سرخ پروکسیما قنطورس که در فاصله دورتری می‌چرخد. تاکنون دست‌کم سه سیاره در اطراف پروکسیما شناخته شده‌اند، از جمله یکی که در منطقه قابل زیست آن جای دارد. با این حال، سیارات پیرامون جفت مرکزی سامانه کشف نشده بودند زیرا این دو ستاره درخشان، بسیار بهم نزدیک و متحرک هستند که شناسایی اجرام پیرامون‌شان را با چالش روبرو میکند.
عمده سیارات فراخورشیدی به روش‌های غیرمستقیم، مانند فتومتری عبور (کاهش‌های منظم نور ستاره) یا اندازهگیری سرعت‌های شعاعی (لرزش ستاره به واسطه کشش گرانشی) کشف می‌شوند. تصویرگری مستقیم - که نور بازتابی یا تابشی از سیاره را ثبت میکند - کاری دشوار است اما امکان منحصر به فردی برای مطالعه ترکیب جوی و تابش گرمایی فراهم میکند. گروه‌های پژوهشی برای رصد آلفا قنطورس A از شیوه‌های تصویربرداری با کنتراست بالا، مثلا تاج‌بندی نوری، استفاده کردند تا بتوانند نور درخشان ستاره را تا حد ممکن مهار و منابع کم‌نور همراه آن را ردیابی کنند.
مشاهدات، تحلیل و معمای سیاره ناپدیدشده
شواهد اولیه‌ی تصویرگری مستقیم مبنی بر وجود جرمی نزدیک آلفا قنطورس A نخستین بار توسط کوین واگنر و همکاران در سال ۲۰۲۱ مطرح شد. در کارزار مشاهداتی جدیدتری که به رهبری اخترفیزیکدانانی چون آنيکت سانگی و چارلز بایشمن انجام شد، تلسکوپ JWST در اوت ۲۰۲۴ تصاویری با کنتراست بالا و به کمک تاجبند تهیه کرد تا نور آلفا قنطورس A را سرکوب و همچنین نور آلوده‌کننده ناشی از آلفا قنطورس B را نیز حذف کند. در داده‌های مربوط به ماه اوت، منبعی کم‌نور به‌صورت نقطه‌ای و در جدایی زاویه‌ای معادل تقریباً دوبرابر فاصله زمین تا خورشید مشاهده شد.
اما در بازبینی‌های انجام‌شده با JWST طی ماه‌های فوریه و آوریل ۲۰۲۵، این منبع دیده نشد. «ما با معمای ناپدید شدن یک سیاره روبرو هستیم!» سانگی (از مؤسسه فناوری کلتک) می‌گوید. به منظور برقراری تطابق بین داده‌های رصدی و عدم آشکارسازی، پژوهشگران میلیون‌ها شبیه‌سازی مداری بر اساس زمان‌های کشف و عدم کشف اجرا کردند. این مدل‌ها شامل رصدهای ۲۰۲۱ نیز بوده و نشان می‌دادند که در بسیاری از پیکربندی‌های مداری، این جسم می‌توانسته در زمان‌های بعدی خیلی به ستاره نزدیک باشد و در نتیجه در هاله نور ستاره پنهان بماند؛ امری که با وجود جرمی واقعی در مداری کوتاه پیرامون آلفا قنطورس A مطابقت دارد.
ویژگی‌های فیزیکی استنباط‌شده
با ترکیب اطلاعات مربوط به روشنایی مشاهده‌شده و محدودیت‌های دینامیکی، اندازه این نامزد سیارهای حدود ۱ تا ۱.۱ برابر شعاع مشتری برآورد شده و جرم آن در بازه ۹۰ تا ۱۵۰ برابر جرم زمین قرار می‌گیرد (برای مقایسه زحل حدود ۹۵ جرم زمین دارد). در فاصله مداری نزدیک به ۲ واحد نجومی پیرامون ستارهای مشابه خورشید، این جرم مستقیماً در منطقه قابل زیست قرار گرفته است. این مقادیر حاکی از آن است که با یک غول گازی روبرو هستیم و نه جرمی سنگی؛ نکته‌ای که گرچه ماهیت قابلیت زیست را دگرگون میکند، اما آن را به‌کلی منتفی نمی‌سازد: غول‌های گازی می‌توانند اقمار بزرگی داشته باشند که آن‌ها نیز قادرند شرایط لازم را برای وجود آب مایع - و شاید زندگی - فراهم کنند.
پیامدها برای شکلگیری سیارات و قابلیت زیست
تأیید وجود یک غول گازی در منطقه قابل زیست ستارهای که بخشی از یک جفت نزدیک باشد، مدلهای کنونی شکلگیری سیارات و پایداری مدارها در سامانه‌های چندستاره‌ای را به چالش می‌کشد. سانگی اشاره میکند: «فقط حضور چنین سیارهای در سامانه‌ای با دو ستاره بسیار نزدیک، درک ما از نحوه تشکیل، بقایافتگی و تحول سیارات را در محیطهای آشوبناک زیر سؤال می‌برد.» دینامیک سامانه دوتایی آلفا قنطورس میتواند بر نحوه انباشت و مهاجرت مواد دیسک پیش‌سیاره‌ای تاثیرگذار باشد؛ بنابراین شناسایی قطعی آلفا قنطورس Ab محدودیتی مهم برای مدل‌سازی‌های نظری خواهد بود.
از دیدگاه زیست‌شناسی نجومی، حضور یک سیاره بزرگ در منطقه قابل زیست، شانس وجود اقمار قابل زیست را مطرح میکند. در منظومه خورشیدی، مشتری و زحل هر دو اقمار یخی و اقیانوس‌دار فراوانی مانند اروپا، انسلادوس و تیتان دارند؛ شواهدی که نشان میدهد محیطهای زیستپذیر می‌توانند به دور سیارات غول‌آسا نیز شکل گیرند. تشخیص شرایط جوی، سطحی، یا وجود اقمار پیرامون آلفا قنطورس Ab به ابزارهای دقیق و مشاهده‌گری بلندمدت نیاز خواهد داشت.
فناوری‌ها، پیگیری‌ها و افق آینده
تصویربرداری با کنتراست بالا با تاج‌بندهای JWST نخستین نشانه‌ها را آشکار ساخت، اما تأیید نهایی به روش‌ها و تجهیزات بیشتری نیاز دارد. رصدهای پیوسته با JWST، اندازه‌گیری‌های با دقت زیاد سرعت شعاعی و آستروفرومتری با تلسکوپهای بسیار بزرگ زمینی (ELTs) میتواند مدار و جرم را بهتر معین کند. مأموریتهای فضایی آینده که برای تصویربرداری از زمین‌های فراخورشیدی طراحی می‌شوند، مانند تلسکوپهای مجهز به تاجبند پیشرفته یا سازه‌های ستارهپوش (starshade) و رصدخانه‌هایی چون HabEx یا LUVOIR (در صورت تحقق)، به میزان چشمگیری توان مطالعه مستقیم جو و جستوجوی اقمار را افزایش خواهند داد.
چارلز بایشمن، مدیر مؤسسه علمی سیارات فراخورشیدی ناسا در کلتک می‌گوید: «با توجه به مجاورت این سامانه با ما، هر سیاره فراخورشیدی که کشف شود بهترین فرصت برای گردآوری داده درباره سامانه‌هایی غیر از منظومه شمسی خواهد بود.» با این حال، او می‌افزاید که این رصدها به دلیل درخشش شدید ستاره‌های نزدیک و حرکت سریع‌شان در آسمان بسیار دشوار است.
جمع‌بندی
شناسایی احتمالی یک غول گازی در منطقه قابل زیست آلفا قنطورس A به واسطه JWST نتیجه‌ای تحریک‌آمیز و شاید دگرگون‌کننده برای مطالعات سیارات فراخورشیدی است. در صورت تأیید آلفا قنطورس Ab، این جرم نزدیک‌ترین سیاره تصویربرداری‌شده به ستاره‌اش و یک استاندارد برای پژوهش‌های شکلگیری سیاره، پویایی مدار در سامانه‌های چندستاره‌ای و امکان‌سنجی وجود اقمار قابل زیست خواهد بود. ظهور زودگذر این سیاره در داده‌های JWST دشواری تصویرگری مستقیم نزدیک یک جفت ستاره درخشان و نزدیک را نشان میدهد و لزوم پیگیری‌های ترکیبی و هماهنگ با ابزارهای زمینی و فضایی را برجسته می‌سازد. فعلاً، آلفا قنطورس Ab نامزدی جذاب است که نیازمند رصدهای بیشتر و دقیق‌تر برای تبدیل یک نشانه هیجان‌انگیز به کشفی قطعی است.
منبع: sciencealert
.avif)
نظرات