کشف نخستین سیاره‌ی فراخورشیدی، با قابلیت میزبانی از حیات

[Setare]

دکتر «سارا سیگر» متخصّص سیاره‌های فراخورشیدی در انیستیتو فناوری ماساچوست ، از کل داستان این‌گونه جمع‌بندی می‌کند: «این کشف، هم ماندگار و تاریخی است و هم یک ترقی». بسیاری از سیارات فراخورشیدیِ «تقریباً» مشابه این نمونه، اخیراً پیدا شده بودند و از این‌رو جامعه‌ی متخصصین سیارات فراخورشیدی؛ انتظار چنین کشفی، آن‌هم در این روزها را پیش‌ترها می‌کشیده‌اند.

[IMG]http://*****************/Files73/c9749a9c42254647a741.jpg[/IMG]

آنچه که این سیاره را متمایز کرده، گردش‌اش در مداری‌ چنان مناسب به گرد خورشیدش است، که دمای سطح آن را برای میزبانی از آب، آن‌هم به‌شکل مایع‌اش مطلوب کرده. ولی اگر این کشف از پیش هم انتظارش می‌رفته؛ باز راه‌اش برای ثبت همیشه در کتاب رکوردها هموار شد. اما چرا؟

این سیاره، موسوم به «گلیس ۵۸۱جی» یکی از دست‌کم شش سیاره‌ای‌ست که به‌گرد ستاره‌ی «کوتوله‌ی سرخ»ی1 موسوم به گلیس ۵۸۱ ، در فاصله‌ی ۲۰سال نوری از زمین و واقع در در صورت فلکی «میزان» در گردش‌اند. مدار این سیارات، با ۲۴۰ مرتبه سنجش‌های دقیق سرعت شعاعی، که نوسانات ریز گرانشی واردآمده از سمت سیارات بر ستاره‌ی مزبور را مشخص می‌کردند، آن‌هم طی ۱۱سال متوالی شناسایی شده بود.

ستاره‌ی گلیس ۵۸۱؛ کوتوله‌ای کم‌نور، سرد و سرخ‌رنگ به قطر تقریبی یک‌سوم خورشید ماست که به‌اندازه‌ی تنها ۱.۳درصد از خروجی انرژی خورشید ما نیز از خود انرژی گسیل می‌دارد و از همین‌روست که در عین همسایگی با ما، به‌سختی می‌شود از شهر حتی با تلسکوپی کوچک مشاهده‌اش کرد. همه‌ی شش سیاره‌اش درفواصلی نسبتاً نزدیک، که تماماً کمتر ازفاصله‌ی زمین تا خورشید (۱۵۰میلیون کیلومتر) است؛ به گِرد این ستاره در گردش‌اند.

به‌عبارتی، این منظومه‌ای مینیاتوری‌ست که برازنده‌ی یک ستاره‌ی ضعیف و نحیف همچون گلیس ۵۸۱است. مدار دو عدد از این سیارات به نام‌های c و d، در دو سمت مخالف، و خارج از ناحیه‌ی مطلوب دمایی جهت میزبانی از آب مایع، قرار دارند. ولی سیاره‌ی تازه‌کشف‌گشته؛ درست مابین‌شان واقع شده است. با این‌وجود، طبق تعریف دقیق «منطقه‌ی مطلوب حیات» اگر سیاره‌ای در این ناحیه واقع شده باشد نیز حتی برای میزبانی از حیات، بایستی‌که جو نه‌چندان ضخیمی داشته باشد که تأثیرات گلخانه‌ای متوسطی در حد و ابعاد جو زمین خودمان را بر سطح‌اش اعمال نماید. اما تأیید این تبصره، تا دورزمانی و با وقوع پیشرفتی در مرزهای دیدمان، صرفاً محدود به حدس و گمان خواهد بود.

جرم این سیاره، طبق محاسبات گرانشی و نیز حداکثر جرمی که بایستی برای ثبات مداری‌اش در این منظومه داشته باشد؛ مابین ۳.۱تا ۴.۳ برابر زمین است. ضمناً به احتمال زیاد همچون زمین از سنگ و آهن هم تشکیل گشته که با این‌حساب قطر و شتاب گرانش سطحی‌اش به ترتیب در حدود ۱.۲ تا ۱.۴ برابر و۱.۵ تا ۲ برابر زمین خواهد بود.

به‌عبارتی، می‌توان پس از فرود سفینه‌ای خیالی بر آن، به‌راحتی بر سطح‌اش ایستاد و قدم زد. البته هنوز هیچ نمی‌دانیم این سطح از چه جنسی‌ست. شاید گلیس ۵۸۱جی، پیچیده‌ در پیله‌ای از گازهای فوق‌چگال همچون سیاره‌ی ناهید خودمان باشد2 و یا شاید هم اقیانوسی سراسری سطح‌اش را درنوردیده است.

فاصله‌ی گلیس ۵۸۱جی تا ستاره‌اش آنقدرها هست که بشود از روی زمین کاهش درخشندگی ستاره را به‌واسطه‌ی عبور این سیاره از مقابل‌اش تشخیص داد. این افت نور، هر ۳۶.۶ روز یک‌بار رخ می‌دهد. محاسبات، حاکی از آن‌اند که با این حساب، چرخش وضعی این سیاره، دقیقاً برابر با چرخش انتقالی‌اش به گرد ستاره‌ی مادرش است و از این‌رو همواره یک نیمه‌اش در روز، و یک‌نیمه‌اش در شب بوده و هست؛ درست مانند همان وضعی که ماه نسبت به زمین دارد (همیشه یک طرف‌اش به‌ سمت ماست).

ولی چنین وضعیتی چندان از نقطه‌‌نظر میزبانی از حیات احتمالی اهمیتی نخواهد داشت، اگر که این سیاره پوست‌کلفت باشد! بدین‌معنا که وجود جوی به ضخامت تنها 1درصد جو زمین کافی‌ست تا گرما چنان از نیمه‌ی روز، به نیمه‌ی شب‌ سیاره جریان یابد که گازهای جوی واقع در قسمت شب یخ نزنند و پوسته‌ی سختی را در آسمان بخش‌های تاریک این سیاره ایجاد نکنند. البته وجود چنین جوی برای مهار بادهای فراصوت و گسلنده‌ای هم که هر منطقه‌ی مرتفعی از سطح سیاره را تخت و یکدست ‌می‌کنند الزامی‌ست!

اگر اتمسفر گلیس ۵۸۱جی آنقدرها ضخیم نباشد، آنگاه حتی شما می‌توانید اقامتگاه‌تان را از منطقه‌ای همیشه‌ظهر و گرم گرفته؛ تا نقطه‌ای همیشه‌تاریک و سرد انتخاب کنید. وگت اظهار می‌دارد که: «هرگونه حیاتی که در آنجا پدید آید، فهرستی بلندبالا از اقلیم‌های باثبات را بسته به طول جغرافیایی‌شان؛ جهت اقامت و شکوفا شدن در آن منطقه؛ به‌منظور انتخاب، پیش روی خود خواهد داشت».

البته فرق زیادی بین «قابل سکونت» و «مسکونی» وجود دارد. سیگر می‌گوید هم‌اکنون یکی از دانشجویان‌اش در حال کار بر روی گستره‌ای از مدل‌های جوی گوناگونی‌ست که یک سیاره با جرم تقریبی ۳ برابر زمین – البته تا جایی که ما می‌دانیم – می‌تواند به گرد خودش داشته باشد؛ تا نهایتاً بتوان فهمید که چند درصد از چنین سیاراتی می‌توانند از آب مایع، حقیقتاً میزبانی کنند.

با همه‌‌ی این اوصاف، مهم‌ترین مسئله در خصوص گلیس ۵۸۱جی، همسایگی‌اش با ماست. فقط ۱۱۶ ستاره از این دست، به ما نزدیک‌ترند و از این بین هم فقط 9تایشان با هدف کشف سیاراتی از این نوع، به‌خوبی بررسی شده‌اند. به‌گفته‌ی «پل باتلر»از اعضای تیم اکتشافی، این‌که به‌همین‌زودی‌ توانسته‌ایم، یکی از آن‌ها را با قابلیت میزبانی از حیات بیابیم؛ خود نشان از این‌ می‌دهد که دست‌کم ۱۵ تا ۲۰ درصد از کل ستارگان، میزبان حیات هستند. و تازه این در حالی‌ست که هنوز هیچ سیاره‌‌ی فراخورشیدی‌ای ‌هم‌جرم زمین یا کمتر از آن، مشاهده نشده است. پس امکان دارد که ده‌ها میلیارد نقطه‌ی قابل سکونت فقط در سرتاسر کهکشان راه شیری ما وجود داشته باشد.«ولی ما این را می‌دانستیم!» این را سیگر می‌گوید. «بایستی‌که به‌زودی تعداد بیشتری از آن‌ها را نیز شناسایی کنیم».

http://www.nasa.gov/topics/universe/features/gliese_581_feature.html

[Setare]

John Roach
for National Geographic News
Published September 29, 2010
Astronomers studying a nearby star say they've found the first potentially habitable planet—likely a rocky place with an atmosphere, temperate regions, and crucially, liquid water, considered vital for life as we know it

.
Other extrasolar planets have been called Earthlike, but, astronomer Paul Butler assured, "this is really the first Goldilocks planet"—not too hot, not too cold.
Orbiting the red dwarf star Gliese 581 about every 37 days, the new planet, named Gliese 581g, is "just the right size and just at the right distance [from its star] to have liquid water on the surface," added Butler, of the Carnegie Institution for Science in Washington, D.C., during an online press briefing today.
(Related: "Earthlike Planet Spied in Distant Solar System.")
Gliese 581g in Goldilocks Zone
Located some 20 light-years from Earth, Gliese 581 is among the hundred closest stars to us. Already scientists have detected six planets orbiting the red dwarf, making Gliese 581 the hub of the largest known planetary system outside our solar system.
The star has also inspired perhaps the largest number of habitable-planet headlines.
For starters, planet Gliese 581c was announced in 2007 as potentially habitable but later found to orbit too close to the star—making the planet too hot for life.
Another planet, Gliese 581d, is thought to orbit on the cold side of the habitable zone. While Gliese 581d could harbor life, the planet would need a thick atmosphere with a strong greenhouse effect to warm up to the point of habitability. (Find out why some think Gliese 581d may hold water.)
"They are very close to habitable, but not quite," Steve Vogt, a professor of astronomy and astrophysics at the University of California, Santa Cruz, said during the briefing.
"This one is right between the two, in the same system."
(Also see "'*** c' New Planet Discovered.")
Terminator Aliens on Earthlike Planet?
Roughly three times more massive than Earth, the newfound planet is tidally locked to its star, which means that one side is perpetually basked in daylight, the other side constantly dark.
Aliens, if they exist, are most likely to live along the line between shadow and light, a temperate region known as the terminator, the scientists said.
Imagining the view from the terminator, Vogt said, "You basically see this star sitting on the horizon. You see an eternal sunrise or sunset, depending on whether you are an optimist or a pessimist."

Planet Discovery Suggests Billions More
The Gliese 581g discovery is based on 11 years of observations, largely via the W.M. Keck Observatory in Hawaii. The data allowed scientists to detect the wobble in a star's orbit caused by the gravitational pull of an orbiting planet—a technique called radial velocity.
Given the relative ease of finding this planet, 10 to 20 percent of all stars may have potentially habitable planets, Vogt said in a press release. (See an interactive guide to the hundreds of known planets.)
"There could be tens of billions of these systems in our galaxy."
The Gliese 581g habitable-planet findings are to be reported in a future issue of The Astrophysical Journal