داستان سياره‌هاي فراخورشيدي هر روز به فصل‌هاي هيجان‌انگيزتري مي‌رسد
گامي بلند به سوي حيات فرا زميني
جام جم آنلاين: آيا زمين دردانه جهان عظيمي است كه در آن زندگي مي‌كنيم؟ آيا جهان پهناور ما با چنان عرض و طولي كه در تصور نمي‌آيد، تنها در سياره فيروزه‌اي ماست كه شرايط زيستن را پنهان كرده است؟ آيا در سراسر دشت بي‌پايان ستاره‌ها واحه ديگري براي زيستن يافت نمي‌شود؟ آيا ما تنها هوشمندان و جانداران عرصه بي‌پايان گيتي هستيم؟
در طول تاريخ تنها دانشمندان نبوده‌اند كه سعي مي‌كرده‌اند به اين پرسش‌ها پاسخ دهند. فلاسفه و متفكران هر بار كه به انسان و جهان او انديشيده‌اند با اين سوال روبه‌رو شده‌اند. آيا سياره ما تنها مهد حيات در جهان و انسان تنها موجود هوشمند كائنات است؟ رساله‌هاي فلسفي و عرفاني فراواني در اين باب نوشته شده است، اما سوال هنوز باقي است، اما اينك در آخرين دهه قرن 14 خورشيدي، انسان به جايگاهي رسيده كه اين بار با ابزار علم به تلاش براي پاسخ به اين پرسش برآمده است.
در چند دهه اخير براي پاسخ دادن به اين پرسش گام‌هاي متعددي برداشته شده و البته راه‌هاي متفاوتي پيموده شده است. يك راه براي پيدا كردن نشانه‌هاي زندگي، جستجوي خانه به خانه است. اين‌كه به گوشه و كنار جهان سر بزنيم و خود يا ابزارهاي دقيقمان را به آنجا بفرستيم تا آزمايش‌هاي دقيقي را به انجام برسانند و نتيجه را براي ما ارسال كنند. شايد بتوانيم به اين طريق ردي و نشانه‌اي از حيات پيدا كنيم. اين راه شايد يكي از مطمئن‌ترين راه‌ها براي جستجوي حيات باشد، اما متاسفانه چندان امكان‌پذير نيست و علت آن هم پهناوري جهان ماست. ما تاكنون، سفاين و كاوشگرهاي فراواني به ماه، مريخ، زهره، اقمار مشتري و زحل اعزام كرده‌ايم اينك كاوشگري در راه رسيدن به سياره كوتوله پلوتو است و پيشقراول كاروان فضايي بشر پس از قريب به 25 سال سفر تازه به 18 ميليارد كيلومتري خورشيد رسيده است. جايي كه هنوز قلمرو خورشيد ما به شمار مي‌رود. اگر اين سفينه بخواهد به نزديك‌ترين ستاره همسايه ما كه تنها در فاصله 4 سال نوري از ما فاصله دارد، برسد با سرعتي كه دارد بايد چند هزار سال ديگر در راه باشد. حال در نظر بگيريد وسعت جهاني كه در آن زندگي مي‌كنيم. قطر كهكشان ما حدود 100 هزار سال نوري است و اين كهكشان در بردارنده بيش از 200 ميليارد ستاره است. اين كهكشان يكي از ميلياردها كهكشان شناخته شده جهان است و براي بررسي از نزديك همه نقاط جهان شايد به زماني بيش از سن كل جهان و هزينه‌اي بيشتر از تمام امكانات مالي بالقوه سياره زمين نياز است.
جستجوها ادامه دارد
به ياد داشته باشيد كه جستجو در منظومه شمسي خود ما هنوز كامل نشده است. راستش را بخواهيد ما هنوز زمين خودمان را هم كامل جستجو نكرده‌ايم. هنوز مريخ ممكن است نوعي حيات ابتدايي نامكشوف در دل خود داشته باشد يا اروپا، قمر شگفت‌انگيز مشتري يا انسلادوس در مداري به دور زحل شايد ما را به ديدار حياتي متفاوت در منظومه خودمان راهنمايي كند.
يكي از راه‌هاي ديگر اين است، به جاي اين كه مستقيما به دنبال حيات بگرديم به دنبال ظروفي بگرديم كه در آنها حيات ـ حداقل به شكلي كه ما مي‌شناسيم ـ بتواند رشد كند. مي‌دانيم روي زمين حيات وجود دارد پس اگر جاي ديگري در كيهان باشد كه به سياره ما شبيه باشد احتمال وجود حيات در آن وجود دارد، البته اين به معني آن نخواهد بود، اگر چنين سياره‌اي را يافتيم وجود حيات در آن قطعي است، اما شانس بيشتري نسبت به نقاط ديگر كيهان دارد.
اما زمين در منظومه شمسي چه ويژگي‌هاي منحصر به فردي دارد كه مي‌توانيم آن ويژگي‌ها را در دوردست‌ها نيز مورد بررسي قرار دهيم؟ زمين سياره‌اي زنده است، روي آن آب مايع وجود دارد كه شايد يكي از الزام‌ها يا حداقل تقويت‌كننده‌هاي اساسي شانس وجود حيات باشد. چرخه‌هاي آب و هوايي روي آن فعال هستند و اين به خاطر وجود جو مناسب اين سياره است. جوي كه نه آنچنان غليظ است كه فشار خردكننده‌اش و اثر گلخانه‌اي‌اش جهنمي مانند سطح سياره زهره را ايجاد كند و نه آنچنان ضعيف و رقيق مانند مريخ امروز، ماه يا عطارد كه هر موجود زنده‌اي در مقابل تابش‌هاي كيهاني و شرايط اقليمي آن تاب مقاومت را از دست بدهد.
يكي از دلايلي كه زمين توانسته جو متعادلي داشته باشد و در عين حال از وجود آب روي خود حمايت كند به دليل فاصله‌اي است كه از ستاره مادرش دارد. اگر زمين اندكي از آنچه هست به خورشيد نزديك‌تر مي‌بود دماي آن به حدي افزايش پيدا مي‌كرد كه گازهاي تشكيل‌دهنده جو آن فرار مي‌كردند و دماي سطح سياره افزايش مي‌يافت و آب مايع نمي‌توانست روي آن باقي بماند و شرايطي مانند سياره عطارد براي آن ايجاد مي‌شد. از سوي ديگر اگر زمين دورتر از مكان كنوني‌اش به دور خورشيد بود، انرژي دريافتي از خورشيد توسط اين سياره كاهش مي‌يافت و منابع آبي در صورت وجود يخ مي‌زدند و سرماي بيش از حد امكان شكل‌گيري حيات را به زمين نمي‌داد. به همين دليل زمين دقيقا در جاي درستي قرار گرفته است. منطقه‌اي كه اخترشناسان به آن كمربند حيات ستاره‌اي مي‌گويند. اين كمربند به منطقه‌اي در اطراف يك ستاره گفته مي‌شود كه دما در آن به گونه‌اي است كه سياره مي‌تواند جو خود را حفظ كند، آب مايع را بر سطح خود نگاه دارد و از وجود حيات، به شكلي كه امروزه مي‌شناسيم محافظت كند. تكرار اين نكته مفيد است كه قرار گرفتن يك سياره در كمربند حيات نه شرط لازم براي شكل‌گيري حيات است و نه شرط كافي. زهره در لبه همين كمربند حيات قرار دارد ولي به دليل وجود گازهاي گلخانه‌اي و جو غليظش تنوره‌اي گرم و سوزان با باران‌هاي اسيدي را پديد آورده كه تكامل حيات حتي براي جان سخت‌ترين گونه‌ها نيز دشوار است. از سوي ديگر قمر اروپا كه اين روزها از آن به يكي از شانس‌هاي وجود حيات در منظومه شمسي و در اعماق اقيانوس‌هاي يخ‌زده‌اش نام مي‌برند، بسيار دورتر از اين ناحيه و در اطراف سياره مشتري است. حضور يك سياره در اين كمربند، فقط شانس وجود حيات و امكان پيدايش آن را افزايش مي‌دهد. ضمن اين كه وقتي به سراغ سياره‌هاي بسيار دور دست مي‌رويم شايد نتوانيم جزئيات سطح و جو آنها را بررسي كنيم، اما مي‌توانيم ببينيم كه آيا در چنين فضايي قرار دارند و مي‌توانند نامزد مناسبي براي يك سياره زيست‌پذير باشند يا نه؟
و اين كاري است كه فضاپيماي كپلر انجام داد و در هفته گذشته موفق شد يكي از روزهاي تاريخي دانش سياره‌شناسي و علوم فضايي را به نام خود ثبت كند. فضاپيماي كپلر يك تلسكوپ فضايي با ميدان ديد باز است كه به طور منظم از 150 هزار ستاره موجود در ميدان ديدش ـ كه در طول ماموريت ثابت باقي مي‌ماند ـ نورسنجي مي‌كند. اگر اينقدر خوش‌شانس باشيم كه در اطراف اين ستاره‌ها سياره‌اي در حال گردش باشد و مدارش بر خط ديد ما منطبق باشد آن گاه هر بار كه سياره از مقابل ستاره مادرش عبور مي‌كند افتي در ميزان تابش آن ايجاد مي‌شود. به اين ترتيب مي‌توان با بررسي منحني نوري ستاره‌ها متوجه حضور يك سياره در اطراف آن شد و مشخصاتي از آن را به دست آورد.
پله پله تا كشف حيات در سياره‌اي ديگر
كپلر تاكنون تعداد بسيار زيادي از سيارات فراخورشيدي را با اين روش پيدا كرده است، اما آنچه اتفاق هفته گذشته را متمايز مي‌كرد تشخيص نوع خاصي از سياره‌ها بود. در ماه فوريه كپلر 54 جرم را تفكيك كرد كه احتمال مي‌رفت سيارات فراخورشيدي باشند كه در كمربند حيات ستاره مادرشان قرار دارد، اما براي تاييد اين حدس‌ها دانشمندان بايد منتظر تكرار تناوب سياره‌ها و گذر مجددشان از مقابل ستاره خود مي‌ماندند. سرانجام هفته گذشته دانشمندان اعلام كردند موفق شدند تاييد لازم براي اولين عضو اين فهرست را به دست آورند. سياره‌اي كه كپلر 22 ـ ب ناميده شده است در فاصله 600 سال نوري از زمين قرار دارد. ستاره‌اي كه اين سياره به دور آن مي‌گردد تقريبا مشابه ستاره ما خورشيد است. بررسي‌ها نشان داد اين سياره هر 290 روز يك بار به دور ستاره مادرش مي‌چرخد و محاسبه مدار آن مشخص كرد كه اين سياره درون منطقه كمربند حيات ستاره قرار دارد.
اين اولين باري است كه وجود سياره‌اي در كمربند حيات يك ستاره تاييد مي‌شود، اما هنوز گام‌هاي زياد ديگري بايد برداشته شود. هنوز خيلي زود است كه نام اين سياره را همزاد يا مشابه زمين بگذاريم و خود را آماده ديدن موجودات فضايي هوشمند ديگري كنيم. شعاع اين سياره 4/2 برابر شعاع زمين است و بررسي‌هاي فعلي هنوز مشخص نكرده‌اند كه آيا كپلر 22 ـ ب، سياره‌اي سنگي مانند زمين است يا سياره‌اي گازي مانند مشتري است. هنوز تا تاييد اين‌كه اين سياره كه ابعاد يك ابَر زمين را دارد زمين مانند است يا نه فاصله داريم، ولي نكته مهم اين است كه كمتر از 2 دهه پس از كشف نخستين سياره فراخورشيدي مي‌گذرد و حالا سياره‌اي در كمربند حيات يك ستاره ديگر كشف شده است.
كشف اين سيارات البته فقط ما را گامي به پيدا كردن حيات نزديك مي‌كند. براي دانشمندان علاوه بر آن سوال اصلي درباره حيات اين نكته بسيار مهم است كه به درك كاملي از تحول سيارات و چگونگي آغاز و پايانشان دست پيدا كنند. اين بررسي به آنها كمك مي‌كند تا نسبت به فرآيند تحول زمين و منظومه شمسي خود ما نيز درك بهتري پيدا كنند.
داستان سياره‌هاي فراخورشيدي هر روز، به فصل‌هاي هيجان‌انگيزتري مي‌رسد و پله‌پله انسان را براي روزي آماده مي‌كند كه با سياره‌اي كه ميزبان گونه ديگري از حيات است مواجه شويم. كسي چه مي‌داند شايد پيش از آن كه نسل انسان منقرض شود اين شانس را پيدا كنيم كه بتوانيم موجودات هوشمند ديگري را در گوشه‌اي ديگر از جهان شناسايي كنيم. چنان روزي نه‌تنها مهم‌ترين روز تاريخ بشر كه شايد مهم‌ترين روز در تاريخ تمدن نو يافته نيز خواهد بود.
سياره‌اي كه در كمربند حيات يك ستاره زندگي مي‌كند
سياره‌اي كه كپلر 22 ـ ب ناميده شده است در فاصله 600 سال نوري از زمين قرار دارد. ستاره‌اي كه اين سياره به دور آن مي‌گردد تقريبا مشابه ستاره ما خورشيد است. بررسي‌ها نشان داد اين سياره هر 290 روز يك بار به دور ستاره مادرش مي‌چرخد و محاسبه مدار آن مشخص كرد كه اين سياره درون منطقه كمربند حيات ستاره خود قرار دارد.
كمر بند حيات ، محدو ده اي در اطراف يك ستاره است كه شرايط لازم را براي وجود و بقاي حيات از نوعــي كه ما مي شناسيم فراهم مي آورد .
پوريا ناظمي / جام‌جم