جیمز وب در حال بررسی حیات در یک سیاره یخی است!

محققان با استفاده از داده‌های چندین تلسکوپ فضایی، از جمله تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، سیاره فراخورشیدی LHS 1140 b که 48 سال نوری دورتر در صورت فلکی قیطس قرار دارد را مطالعه کردند. این سیاره فراخورشیدی در منطقه‌ای با قابلیت حیات به دور یک ستاره کوتوله سرخ می‌چرخد و نشانه‌هایی از احتمال وجود جو غنی از نیتروژن و ترکیبات غنی از آب که می‌تواند شامل اقیانوس آب مایع باشد، در یافته‌های ما از آن وجود دارد. این امر LHS 1140 b را به یکی از امیدبخش‌ترین کاندیداها برای مطالعات آینده در زمینه قابلیت حیات تبدیل کرده است.

دنیای یخی غیرمنتظره‌ در منطقه‌ای با قابلیت حیات!

دانشمندان یک سیاره فراخورشیدی معتدل را به عنوان یک دنیای یخی یا آبی امیدوارکننده ابرزمینی شناسایی کرده‌اند. این تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه مونترال، شامل یک ستاره‌شناس از دانشگاه میشیگان است.

یافته‌ها نشان می‌دهند که LHS 1140 b به احتمال زیاد یک مینی‌نپتون، یک غول گازی کوچک (سیارات بزرگی که عمدتاً از گاز تشکیل شده‌اند) با جوی غنی از هیدروژن نیست. این سیاره که حدود 48 سال نوری دورتر در صورت فلکی قیطس قرار دارد، به عنوان یکی از امیدبخش‌ترین کاندیداها در گروه سیارات فراخورشیدی درون منطقه قابل حیات شناخته شده که احتمالاً دارای جو و حتی اقیانوس‌ با آب مایع است.

داده‌های تلسکوپ فضایی جیمز وب در دسامبر 2023 جمع‌آوری و به داده‌های قبلی از تلسکوپ‌های فضایی دیگر مانند اسپیتزر، هابل و TESS اضافه شد تا این نتیجه را تأیید کند. مقاله مدکور، این هفته برای انتشار در مجله Astrophysical Journal Letters پذیرفته شده است.

رایان مک‌دونالد، همکار ناسا ساگان در دپارتمان ستاره‌شناسی دانشگاه میشیگان که در تحلیل جو LHS 1140 b نقش کلیدی داشت، گفت:

این اولین باری است که ما نشانه‌ای از جو روی یک سیاره فراخورشیدی سنگی یا غنی از یخ در منطقه قابل سکونت می‌بینیم. تشخیص جو روی دنیاهای کوچک سنگی یک هدف عمده جیمز وب است، اما تشخیص این سیگنال‌ها بسیار سخت‌تر از جو سیارات غول پیکر هستند. LHS 1140 b یکی از بهترین سیارات فراخورشیدی کوچک در منطقه قابل سکونت است که قادر به پشتیبانی از جوی غلیظ است و ممکن است ما به‌تازگی شواهدی از هوا روی این دنیا پیدا کرده باشیم.

LHS 1140 b، یک جهان با پتانسیل وجود حیات

LHS 1140 b، یک سیاره فراخورشیدی که به دور یک ستاره کوتوله سرخ کم‌جرم با وزنی حدود یک‌پنجم اندازه خورشید می‌چرخد، به دلیل اینکه یکی از نزدیک‌ترین سیارات فراخورشیدی به سیستم خورشیدی است که در منطقه قابل سکونت ستاره‌اش قرار دارد، دانشمندان را مجذوب خود کرده است. سیارات فراخورشیدی که در این “منطقه طلایی” قرار دارند، دماهایی دارند که به آب اجازه می‌دهد تا به صورت مایع وجود داشته باشد، عنصری حیاتی برای زندگی به همان شکلی که ما روی زمین می‌شناسیم.

یکی از سوالات اساسی درباره LHS 1140 b این بود که آیا این سیاره از نوع مینی‌نپتون است یا یک ابرزمین، سیاره‌ای سنگی یا غنی از آب که بزرگتر از زمین است.

چارلز کادیو، نویسنده اصلی مقاله علمی و دانشجوی دکتری در دانشگاه مونترال گفت:

از بین تمامی سیارات فراخورشیدی معتدل شناخته‌شده کنونی، LHS 1140 b ممکن است بهترین گزینه ما برای تایید غیرمستقیم آب مایع بر روی سطح یک دنیای بیگانه فراتر از سیستم خورشیدی باشد. این یک نقطه عطف بزرگ در جستجوی سیارات فراخورشیدی بالقوه قابل سکونت خواهد بود.

داده‌های JWST به دیدگاه‌های جدید منجر می‌شود

تحلیل مشاهدات، به شدت سناریوی مینی‌نپتون را رد می‌کند و شواهدی را نشان می‌دهد که سیاره فراخورشیدی LHS 1140 b یک ابرزمین است که حتی ممکن است جوی غنی از نیتروژن مشابه جو زمین داشته باشد. با این حال، این تیم تحقیاتی تاکید می‌کنند که مشاهدات بیشتری با جیمز وب لازم است تا امضای گاز نیتروژن تایید شود.

بر اساس تمام داده‌های جمع‌آوری شده است، LHS 1140 b کمتر از آنچه برای یک سیاره سنگی با ترکیب مشابه زمین انتظار می‌رود، متراکم است که نشان می‌دهد 10 تا 20 درصد از جرم آن ممکن است از آب تشکیل شده باشد. این کشف نشان می‌دهد LHS 1140 b یک کاندیدای جذاب برای دنیای آبی خواهد بود که احتمالاً شبیه یک سیاره یخی با یک اقیانوس مایع در نقطه زیرستاره‌ای، یعنی منطقه‌ای از سطح سیاره که به دلیل چرخش همزمان سیاره به دور خودش همیشه رو به ستاره میزبان قرار دارد (مانند ماه و زمین) است.

حضور احتمالی جو و اقیانوس

مک‌دونالد تحلیل اطلاعات ذخیره شده جوی را انجام داد که نشان می‌دهد LHS 1140 b دارای جوی غنی از نیتروژن است که ممکن است مشابه جو زمین باشد که 78 درصد نیتروژن دارد. اگرچه این هنوز فقط یک نتیجه احتمالی است، وجود جوی غنی از نیتروژن نشان می‌دهد که این سیاره جوی قابل‌توجه دارد و شرایطی را ایجاد می‌کند که ممکن است از آب مایع پشتیبانی کند.

این کشف سناریوی دنیای آب مایع/یخ‌زده را به محتمل‌ترین سناریو تبدیل می‌کند. مدل‌های کنونی نشان می‌دهند که اگر LHS 1140 b جوی مشابه زمین داشته باشد، یک سیاره یخ‌زده با یک اقیانوس مرکزی به قطر حدود 4,000 کیلومتر خواهد بود که معادل نیمی از سطح اقیانوس اطلس است. دمای سطح در مرکز این اقیانوس بیگانه حتی می‌تواند به یک دمای مناسب حدود 20 درجه سانتی‌گراد برسد.

جو بالقوه و شرایط مساعد برای آب مایع، LHS 1140 b را به یک کاندیدای استثنایی برای مطالعات قابلیت سکونت در آینده تبدیل می‌کند. با توجه به موقعیت آن در منطقه قابل سکونت و احتمال داشتن جوی که می‌تواند گرما را حفظ کرده و از یک آب و هوای پایدار پشتیبانی کند، این سیاره فرصتی منحصر‌به‌فرد برای مطالعه یک جهان که می‌تواند از زندگی پشتیبانی کند، فراهم می‌کند.

مک‌دونالد گفت:

این اولین نگاه جذاب ما به جوی بر روی یک ابرزمین در منطقه قابل سکونت است. در مقایسه با دیگر سیارات فراخورشیدی منطقه قابل سکونت شناخته‌شده، نسبت به سایر کاندیداها که در سیستم TRAPPIST-1 هستند، ستاره LHS 1140 به نظر می‌رسد آرام‌تر باشد و فعالیت کمتری انجام دهد که تشخیص جو LHS 1140 b از سیگنال‌های ناشی از لکه‌های ستاره‌ای را به مراتب ساده‌تر می‌کند.

وی افزود:

پایش اولیه ما از LHS 1140 b با جیمز وب نشان داده است که این احتمالاً بهترین سیاره فراخورشیدی منطقه قابل سکونت است که در حال حاضر برای مشخصه‌سازی جوی شناخته شده است. در حالیکه نیاز به مشاهدات بیشتری با جیمز برای تایید جو غنی از نیتروژن و جستجوی گازهای دیگر داریم، این شروع بسیار امیدوارکننده‌ای است.

منبع: Scitechdaily