کشف سیاره‌ای شبیه به زمین با یک مشکل دمایی خطرناک!

یک سیاره فراخورشیدی تازه‌ شناسایی‌شده که هم‌اندازه زمین است و مدار آن یک سال طول می‌کشد، ممکن است در نزدیکی «کمربند حیات» ستاره‌اش قرار داشته باشد؛ اما سرمای شدید آن می‌تواند شانس وجود آب مایع را محدود کند. HD 137010 b سیاره‌ای است که به تازگی شناسایی شده و به‌طور کلی شباهت زیادی به زمین دارد، اما با یک تفاوت مهم: با وجود ویژگی‌های زمین‌مانند، این سیاره ممکن است حتی از مریخ (که خود جهانی یخ‌زده است) سردتر باشد!

پدیدار شدن یک مدارِ نادر و شبیه به زمین

محققان همچنان در حال استخراج اکتشافات جدید از داده‌هایی هستند که توسط تلسکوپ فضایی کپلر ناسا (که در سال ۲۰۱۸ بازنشسته شد) جمع‌آوری شده است. یک مطالعه اخیر، یافته‌ای امیدوارکننده را برجسته می‌کند: سیاره‌ای سنگی که کمی بزرگتر از زمین است و به دور ستاره‌ای شبیه به خورشید در فاصله تقریبی ۱۴۶ سال نوری از منظومه شمسی ما می‌چرخد.

انتظار می‌رود طول سال در این سیاره تقریباً با زمین برابر باشد (یعنی حدود یک بار گردش در سال). اگرچه این سیاره در حال حاضر به عنوان یک «نامزد» در انتظار تأیید طبقه‌بندی می‌شود، اما به نظر می‌رسد HD 137010 b در نزدیکی مرز بیرونی «کمربند حیات» ستاره‌اش قرار دارد؛ یعنی محدوده‌ای از فاصله که اگر شرایط جوی مناسب باشد، آب مایع می‌تواند روی سطح سیاره وجود داشته باشد.

دنیایی که به دور ستاره‌ای غیر از خورشید ما می‌چرخد، «سیاره فراخورشیدی» نامیده می‌شود. در صورت تأیید، HD 137010 b بسیار مورد توجه قرار خواهد گرفت، زیرا ممکن است اولین سیاره فراخورشیدی هم‌اندازه زمین با مداری یک‌ساله باشد که مستقیماً از مقابل یک ستاره نزدیک و شبیه به خورشید عبور می‌کند؛ موضوعی که آن را برای مشاهدات دقیق بعدی بسیار مناسب می‌سازد.

قابل سکونت در تئوری، منجمد در عمل!

این دنیای وسوسه‌انگیز یک نقص قابل توجه دارد: این سیاره کمتر از یک‌سوم انرژی‌ای را که زمین از خورشید دریافت می‌کند، جذب می‌کند. با اینکه ستاره میزبان آن، یعنی HD 137010، هم‌رده خورشید ماست، اما هم سردتر است و هم درخشش کمتری دارد.

در نتیجه، دمای سطح HD 137010 b می‌تواند بسیار پایین بماند و احتمالاً از منفی ۶۸ درجه سانتی‌گراد فراتر نرود. برای مقایسه، میانگین دمای سطح مریخ حدود منفی ۶۵ درجه سانتی‌گراد است، که نشان می‌دهد این سیاره نامزد ممکن است حتی از «سیاره سرخ» هم سردتر باشد.

سیاره HD 137010 b برای تبدیل شدن از یک «نامزد» به یک سیاره «تأیید شده»، به مشاهدات تکمیلی نیاز دارد. دانشمندانِ سیارات فراخورشیدی از روش‌های مختلفی برای شناسایی سیاره‌ها استفاده می‌کنند و این کشف از یک «ترانزیت» یا «گذر» واحد به دست آمده است؛ یعنی تنها یک بار عبور سیاره از مقابل چهره ستاره‌اش (نوعی کسوف مینیاتوری) که در جریان ماموریت دوم کپلر (موسوم به K2) ثبت شده است.

حتی با وجود تنها یک گذر، نویسندگان مطالعه توانستند دوره مداری سیاره را تخمین بزنند. آن‌ها مدت زمانی را که سایه سیاره برای عبور از مقابل ستاره صرف کرد (در اینجا ۱۰ ساعت، در حالی‌که برای زمین حدود ۱۳ ساعت است) اندازه‌گیری کرده و آن را با مدل‌های مداری خودِ منظومه مقایسه کردند. با این حال، اگرچه دقت این تک‌ردیابی بسیار بالاتر از اکثر گذرهایی است که توسط تلسکوپ‌های فضایی ثبت شده، ستاره‌شناسان نیاز دارند تکرار منظم این گذرها را ببینند تا تأیید کنند که آن‌ها توسط یک سیاره واقعی ایجاد شده‌اند.

ثبت گذرهای بیشتر دشوار خواهد بود. فاصله مداری این سیاره که بسیار شبیه به زمین است، باعث می‌شود این گذرها نسبت به سیاراتی که در مدارهای نزدیک‌تر می‌چرخند، بسیار کمتر رخ دهند (این دلیل اصلی سخت بودن شناسایی سیارات فراخورشیدی با مدارهای زمین‌مانند است). با کمی شانس، تأیید نهایی می‌تواند از طریق مشاهدات بعدی توسط جانشین کپلر، یعنی ماهواره TESS ناسا، یا فضاپیمای CHEOPS اروپا انجام شود. در غیر این صورت، جمع‌آوری داده‌های بیشتر درباره HD 137010 b ممکن است تا نسل بعدی تلسکوپ‌های فضایی به تعویق بیفتد.

نکات جالب

به گفته نویسندگان مقاله، علیرغم احتمال وجود اقلیم منجمد، HD 137010 b همچنان می‌تواند به جهانی معتدل یا حتی پر از آب تبدیل شود؛ فقط کافی است جوی غنی‌تر از دی‌اکسید کربن نسبت به زمین داشته باشد. تیم علمی بر اساس مدل‌سازی جوهای احتمالی، ۴۰ درصد شانس می‌دهند که این سیاره در کمربند حیات «محافظه‌کارانه» و ۵۱ درصد شانس می‌دهند که در کمربند حیات «خوش‌بینانه» قرار بگیرد. از سوی دیگر، آن‌ها معتقدند شانس اینکه سیاره کاملاً خارج از کمربند حیات باشد نیز حدود ۵۰-۵۰ است.

منبع: Scitechdaily