سیاره جدیدی کشف شده است که می‌تواند در صدر لیست مکان‌های مناسب برای جستجوی حیات بیگانه قرار گیرد.

جنس این سیاره، همانند زمین، سنگی است و تنها ۴۰ سال نوری با ما فاصله دارد. به‌علاوه در کمربند حیات ستاره خود قرار گرفته، یعنی جایی که آب به حالت مایع می‌تواند وجود داشته باشد.

سیارات دیگری نیز هستند که در چنین منطقه مناسبی از ستاره میزبان خود قرار گرفته‌اند. شاید معروفترین آنها، سیستم سیاره‌ای تراپیست-۱ باشد که به تازگی کشف آن اعلام شده است. اما اگر بخواهیم از میان این موارد، بهترین گزینه برای جستجوی حیات بیگانه را اعلام کنیم، سیاره LHS 1140b به عنوان اولین انتخاب، خودنمایی خواهد کرد.

اما چه شرایطی باعث شده تا شانس این سیاره برای دربرداشتن حیات، بالا باشد؟ در ادامه به بررسی این شرایط می‌پردازیم.

جو سیارات فراخورشیدی

در طول بیست سال گذشته، هزاران سیاره فراخورشیدی کشف شده است که تعدادی از آنها شرایط اولیه لازم برای زیست‌پذیر بودن را دارا هستند. به این صورت که سیاراتی سنگی همچون زمین بوده و در کمربند حیات ستاره خود قرار گرفته‌اند.

سیاره LHS 1140b نیز این شرایط را داراست. این سیاره نوری برابر ۰٫۴۶ نوری که زمین از خورشید دریافت می‌کند را از ستاره میزبان خود به‌دست می‌آورد. قطر آن نیز ۱٫۴ برابر قطر زمین است و جرمی ۶٫۶ برابر جرم زمین دارد. پس باید آن را یک ابرزمین نامید.

گام بعدی برای تعیین زیست‌پذیری یک سیاره، بررسی جو آن است. ترکیبات جو می‌تواند نشان دهد که آیا سیاره موردنظر، عناصر لازم برای شکل‌گیری حیات (همچون اکسیژن و کربن دی‌اکسید) را دارد. یا این‌که نشانه‌های وجود حیات (مثلا اکثر متان جو زمین توسط موجودات زنده شکل گرفته) روی خود را داراست یا خیر.

تیم محقق کاشف سیاره LHS 1140b معتقدند این سیاره یکی از بهترین گزینه‌ها برای بررسی دقیق‌تر ترکیبات جو سیاره است.

این سیاره بیگانه، ابتدا به روش گذر کشف شده است. یعنی روشی که در آن با اندازه‌گیری کاهش اندک در نور ستاره، که از عبور قرص سیاره از جلوی ستاره ناشی می‌شود، پی به وجود سیاره می‌برند. در این روش می‌توان با نگاه به نوری که از جو سیاره عبور می‌کند و به ما می‌رسد، از ترکیبات جو آن نیز، تا حدودی آگاه شد. سیارات دیگر، همچون سیاره پروکسیما قنطورس، از جلوی ستاره خود گذر نمی‌کنند و به روش سرعت شعاعی کشف می‌شوند که امکان مطالعه جو آنها به این وسیله فراهم نیست.

تعدادی از سیارات نیز هستند که می‌توان آنها را به هر دو روش گذر و سرعت شعاعی بررسی کرد. به این صورت دو پارامتر مهم جرم و اندازه سیاره و در نتیجه چگالی آن بدست می‌آید.

دانستن چگالی سیاره، برای مطالعات جو آن موضوع مهمی است. به‌طور مثال چگالی بالای سیاره LHS 1140b از یک طرف نشان‌دهنده قدرت گرانشی زیاد سیاره برای نگه داشتن جو خود است. از طرف دیگر، این گرانش بالا، باعث شده تا جو سیاره فشرده شود و مطالعه نور عبوری از این جو نازک، یعنی مطالعه عناصر تشکیل‌دهنده جو، کاری دشوارتر محسوب شود.

ستاره‌ای سرد

موضوع دیگری که مناسب بودن این سیاره برای شکل‌گیری حیات را عنوان می‌کند، ستاره میزبانش است. هرچند که این ستاره، با ستاره خورشید ما تفاوت بسیاری دارد.

ستاره LHS 1140، کوتوله‌ای قرمز است که اندازه‌ای یک پنجم خورشید ما دارد و بسیار سردتر است. نکته مثبت این ستاره، نور ساطع‌شده کمتر آن است. به این صورت که مطالعه سیاراتی که اطراف ستاره‌های پرنوری چون خورشید در گردشند، بسیار مشکل است. نور چنین ستاره‌هایی، سیاره را به کل از دید ما خارج می‌کند. این مشکل درباره ستاره‌های کم‌نور، تا حد زیادی بهبود پیدا می کند.

به علاوه، ستاره‌های کوتوله از نوع M، فراوان‌ترین ستاره‌های موجود در کهکشان راه شیری ما هستند. تا حدی که برخی دانشمندان درصدد اجرای برنامه‌های جستجوی سیارات فراخورشیدی، تنها در اطراف چنین ستاره‌هایی هستند.

اما این نوع از ستارگان، در اوایل زندگی خود بسیار خشن بوده و تابش‌های قدرتمندی از خود ساطع می‌کنند. تابش‌هایی که می‌تواند آب یا حیات احتمالی شکل‌گرفته روی سیارات آنها را نابود سازد. با این حال ستاره LHS 1140 کوتوله قرمز تقریبا آرامی است. در مقایسه، ستاره تراپیست، تابش‌های شدیدتر و بیشتری داشته و فوران‌های طول موج ایکس آن نیز بسیار قدرتمند است.

برای اطمینان یافتن بیشتر از مقدار تابش ستاره LHS 1140، قرار شده است تا تلسکوپ هابل، نگاه دقیق‌تری به آن بیاندازد. همچنین برنامه بعدی این است که جو این سیاره توسط هابل بررسی شود. تلسکوپ‌های بزرگ دیگری همچون جیمزوب که در سال ۲۰۱۸ پرتاب خواهد شد نیز در آینده‌ای نزدیک، بررسی‌های دقیق‌تری از این سیاره به عمل خواهند آورد.

هرچند ممکن است در نهایت، نشانی از حیات روی این سیاره یافت نشود، اما در حال حاضر، بهترین گزینه ما برای جستجوی حیات بیگانه، همین سیاره است. ستاره‌های کوتوله قرمز، بیشترین جمعیت ستاره‌های راه شیری را شکل می‌دهند. بنابراین هرگونه اطلاعات کسب شده از این سیاره، می‌تواند به ستاره‌شناسان در تعیین ویژگی‌های بخش بزرگی از سیارات کهکشان ما، کمک‌های بسیاری برساند.

یکی از کارهایی که خیلی از ما در کودکی ممکن است انجام داده باشیم، شمردن تعداد ستاره‌های آسمان شب است. اگر دور از آلودگی نور شهرها و در شب‌هایی که ماه در آسمان نباشد، به تماشای ستاره‌ها نشسته باشیم، تا چند هزار ستاره را می‌توان شمرد. با داشتن تلسکوپ کوچکی، این تعداد به میلیون‌ها می‌رسد. اما واقعا تعداد کل ستاره‌های کهکشان راه شیری چندتاست؟ اگر در گوگل جستجو کنیم، به جواب‌هایی از صد میلیارد تا یک تریلیون می‌رسیم. چرا ستاره‌شناسان نمی‌توانند تخمینی بهتر ارائه دهند؟

مشکل این است که ستاره‌شناسان نمی‌توانند به‌طور دقیق تعداد ستاره‌ها را محاسبه کنند. در عوض، مجبورند تا از یکی از سه روش تخمینی برای رسیدن به پاسخ استفاده کنند:

• روش اول این است که کل نور رسیده از کهکشان را در واحد وات اندازه‌گیری کرده، آن‌گاه عدد به‌دست آمده را بر نور یک ستاره تک به وات تقسیم می‌کنند.
• روش دیگر به این صورت است که تعداد ستاره‌ها در یک ناحیه بسیار کوچک از کهکشان را محاسبه کنند. این‌گونه چگالی تعداد ستاره‌ها در واحد مکعب سال نوری به‌دست می‌آید (تعداد ستاره‌ها در مکعبی که هر ضلعش طولی برابر یک سال نوری دارد). سپس با ضرب این عدد در حجم کل کهکشان، تعداد ستاره‌های کهکشان به‌دست می‌آید.
• راه سوم وزن کردن کهکشان با محاسبه جرم کل آن است. با تقسیم این جرم کل به جرم یک ستاره، تعداد کل ستاره‌ها تخمین زده می‌شود.

تمامی این روش‌ها مشکلات خاص خودشان را دارند. در اولین روش، نور کهکشان می‌تواند به شیوه‌های مختلفی که کاملا معین نیست، در اثر عبور از غبارهای کهکشانی و کیهانی، کم شود. به‌علاوه هیچ دو ستاره‌ای دارای نور یکسان نیستند. در روش دوم که تعداد ستاره‌ها در بخش کوچکی از کهکشان شمرده می‌شود، مشکل این است که هیچ دو بخشی از کهکشان دارای چگالی تعداد یکسانی از ستاره‌ها نیستند. در بخش‌های بیرونی، تعداد ستاره‌ها کمتر بوده و هرچه به مرکز کهکشان نزدیک می‌شویم، تراکم تعدادی آنها بیشتر می‌شود. اما بهتر است که به روش سوم با دقت بیشتری نگاه کنیم. روشی که اکثر ستاره‌شناسان از آن استفاده می‌کنند.

تخمین جرم کل

با استفاده از قانون سوم کپلر و قانون گرانش نیوتون، می‌توان به راحتی جرم یک سیاره را حساب کرد. کافی است تا دوره تناوب و فاصله یکی از قمرهای این سیاره را داشته باشیم. به همین طریق، با دانستن دوره تناوب و فاصله یکی از هشت سیاره منظومه شمسی، می‌توان جرم خورشید را محاسبه کرد. برای تخمین جرم کل کهشان راه شیری، می‌توانیم از دوره تناوب مداری خورشید به دور هسته مرکزی کهشان، یا دنبال‌کردن نحوه حرکت ابرهای گازی و ستاره‌های دورتر، یا رصد حرکت کهکشان‌های نزدیک به کهکشان راه شیری استفاده کنیم. با این روش کل جرمی که داخل آن مدار تناوب قرار گرفته است، محاسبه می‌شود. یعنی اگر حرکت خورشید به دور مرکز کهکشان راه شیری را در نظر گرفتیم، جرمی که به دست می‌آید، مربوط می‌شود به جرم تمامی اجرامی که در فاصله‌ای نزدیک‌تر به مرکز کهکشان نسبت به خورشید قرار گرفته‌اند. این جرم علاوه بر ستارگان، جرم ابرهای گازی، سیاه‌چاله‌ها و حتی ماده تاریک را نیز شامل می‌شود!

در سال ۲۰۰۹، گروهی از ستاره‌شناسان به مطالعه حرکت ستاره‌های واقع در لبه خارجی کهکشان پرداختند. ستاره‌هایی که در فاصله ۱۶۰ هزار سال نوری از مرکز آن قرار داشتند. این گروه دریافتند که این ستاره‌ها با سرعت‌های بسیار زیادی در حرکت‌ هستند و محاسبات آنها نشان داد که در این‌صورت جرم کهکشان ما بایستی معادل ۷۰۰ میلیارد برابر جرم خورشید باشد.

در سال ۲۰۱۲، گروه دیگری از ستاره‌شناسان در موسسه علمی تلسکوپ فضایی، حرکت یکی از کهکشان‌های همسایه ما به نام Leo I را که در فاصله ۸۵۰ هزار سال نوری قرار گرفته است، شبیه‌سازی کردند. نتیجه این بود که جرم موجود درون این فاصله، برابر ۱٫۶ تریلیون برابر جرم خورشید است. تخمین‌های دیگری با استفاده از چندین کهکشان نزدیک، به جرمی در حدود ۲٫۵ تریلیون جرم خورشید منتهی می‌شد!

جرم ستارگان کهکشان

کهکشان‌هایی همچون کهکشان راه شیری، تنها از تعداد زیادی ستاره تشکیل نشده‌اند. بلکه دارای مقدار زیادی گاز و غبار میان‌ستاره‌ای، سیاهچاله‌ها، کوتوله‌های سفید و همچنین تعداد زیادی سیاره که در ابتدای تشکیل هر ستاره شکل گرفته‌اند، هستند. تمامی این اجرام غیرستاره‌ای در جرم کلی یک کهکشان سهیم‌اند. بنابراین برای اینکه بدانیم چه سهمی از جرم کهکشان مربوط به ستاره‌های آن است، قبل از آن باید سهم تمامی این اجرام غیرستاره‌ای را تخمین بزنیم.

به نظر می‌رسد که بخش عمده جرم کهکشان راه شیری به شکلی است که اصلا دیده نمی‌شود و از روی برهم‌کنش گرانشی‌اش با سایر اجرام قابل رویت است که می‌توان به وجود آن پی برد. ستاره‌شناسان به آن ماده تاریک می‌گویند. این ماده تاریک در مقیاس کیهانی حدود ۲۳% از جرم کیهان ما را تشکیل می‌دهد.

مطالعات جزئی نشان می‌دهد که هاله‌ای از ماده تاریک، کهکشان ما را در بر گرفته است که تا فاصله ۴۰۰ هزار سال نوری از مرکز کهکشان به اطراف کشیده شده است. مدل‌ها همچنین نشان می‌دهند که بیش از ۹۰ درصد جرم کهکشان راه شیری مربوط به جرم ماده تاریک است!

وقتی که جرم ماده تاریک موجود در کهکشان مشخص شد، پس عمده جرم باقی‌مانده مربوط به جرم ستاره‌ها می‌شود. پس تنها باید این جرم را بر جرم متوسط یک ستاره تقسیم کرد تا تعداد ستاره‌های کهکشان به‌دست آید. اما این مرحله جایی است که اکثر تخمین‌ها با مشکل مواجه می‌شوند.

تا شعاع ۱۶ سال نوری از خورشید، ۵۳ ستاره وجود دارد. تنها ۱۱ مورد از آنها جرمی مشابه جرم خورشید دارند و ۴۲ تای بقیه کوتوله سرخ هستند که جرمشان تنها حدود ۱۰% جرم خورشید می‌شود. این یعنی که به ازای هر ۱۵ جرم خورشیدی، حدود ۵۳ ستاره مجزا داریم که اکثرشان کوتوله قرمزند، یعنی جرم متوسط ستاره‌ها حدود ۱/۴ جرم خورشید ماست.

نتیجه پایانی!

اگر کهکشان راه شیری جرمی حدود ۲٫۵ تریلیون جرم خورشید داشته باشد و ۱۰% از این جرم در ستاره‌ها متمرکز شده باشد، آنگاه تعداد ستاره‌های کهکشان در حدود ۱ تریلیون ستاره خواهد بود.

بسیاری از منابع آنلاین هستند که جرم کهکشان ما را معادل با جرم ستاره‌هایی هم‌ارز خورشید می‌گیرند و این‌گونه به عدد ۲۰۰ میلیارد ستاره می‌رسند. پس گاهی یک سوال ساده، بسته به این‌که فرضیات خود را چگونه در نظر بگیریم، می‌تواند جواب‌های زیادی داشته باشد. من به عنوان یک ستاره‌شناس معمولا از همین عدد رند یک تریلیون استفاده می‌کنم.

حفظ کردن یک تریلیون ساده است و بزرگی آن شگفت‌انگیز است. این‌طور نیست؟!

آب، مایع حیات‌بخشی که سرچشمه‌ی زندگی و آبادانی است. زندگی بدون حضور این اکسیر جادویی، هیچ جلوه‌ای ندارد. حتی تصور دنیایی خشک و بی‌آب، غیرممکن است. بارش باران با هزاران قطره‌ی شفاف و زیبا، بیش از هر موسیقی دیگری شما را مجذوب خود می‌کند. اما در عین حال این قطرات، کهکشان‌های کوچکی هستند که زیبایی‌شان شما را افسون می‌کند، تنها اگر کمی از نزدیک‌تر به آنها بنگرید.

وقتی باران می‌بارد، قطرات شفافش همه‌ی دنیای اطراف ما را زیر بال و پر خود می‌گیرند. روی شاخ و برگ درختان، سبزه، گلبرگ‌های لطیف گل، شیشه‌ی پنجره و هر گوشه و کنار دیگری را که نگاه کنید، ردّی از آنها به چشم می‌خورد.

طراوت و شادابی را که با خود به ارمغان می‌آورند، حال و هوای انسان را نیز عوض می‌کند. اما اگر کمی دقیق‌تر به آنها بنگریم، دنیاهای کوچک و بزرگی را می‌بینیم که در اطراف ما جان گرفته‌اند. کهکشان‌های زیبایی که از قطرات آب شکل گرفته و دنیایی جادویی و خیال‌انگیز را به وجود آورده‌اند.

عکاسی خوش ذوق در قالب تصاویری چند، سعی کرده گوشه‌ای از دنیای مخفی قطرات آب را به تصویر بکشد. “Joni Niemela” به لطف عکاسی ماکرو، این کهکشان‌های مسحور کننده را برای بازدیدکنندگان آثارش، به نمایش در آورده است.

در ادامه همراه شما به تماشای این مجموعه‌ی جالب توجه می‌نشینیم.

شما دنیای این کهکشان‌های نمناک، این سیارات کوچک شفافی که زندگی می‌بخشند را چگونه دیدید؟ اگر از دنیای قطرات آب لذت بردید، پیشنهاد می‌کنیم سری هم به دنیای شگفت‌انگیز قطرات آب زده و چشم‌انداز رویایی آنها را از زاویه‌ای دیگر نیز نظاره کنید.

منبع: زومیت

دانشمندان بر این باورند که کهکشان‌ها بین ۵۰۰ تا یک میلیارد سال پس از بیگ بنگ بوجود آمده‌اند. محققان به تازگی موفق به کشف کهکشانی به قدمت ۱۳.۲ میلیارد سال شده‌اند که تنها ۶۰۰ میلیون سال از جهان هستی جوان‌تر بوده و ممکن است این کشف نشان‌دهنده‌ی باور غلط دانشمندان در مورد سن جهان هستی باشد.

دانشمندان معتقد هستند که کهکشان‌ها بین ۵۰۰ میلیون تا یک میلیارد سال پس از به وجود آمدن جهان هستی تشکیل شده‌اند. اما یافتن این کهکشان‌های پیر بسیار دشوار است چرا که بدلیل روشنایی کم حتی با دستگاه‌های تخصصی نیز نمی‌توان آن‌ها را تشخیص داد. با این وجود دانشمندان موفق به کشف کهکشانی پیر شده‌اند که باعث ایجاد تردید در مورد سن جهان هستی شده است.

کهکشان جدید کشف شده، EGS8p7 نام داشته و ۱۳.۲ میلیارد سال سن دارد. این کهکشان پیرترین کهکشان شناخته شده لقب گرفته و تنها ۶۰۰ میلیون سال جوان‌تر از جهان ما است. EGS8p7 بر روی کاغذ نباید قابل رصد کردن می‌بود، چرا که در ناحیه‌ای که این کهکشان قرار گرفته، ابرهایی از هیدروژن فضا را اشغال کرده‌اند و تابش‌های ساطع شده از این کهکشان‌ها را جذب می‌کنند.

محققان نظریه‌ای برای این اتفاق دارند. آن‌ها معتقدند که یونیزه شدن هیدروژن در این ناحیه بصورت خوشه ای انجام گرفته و برخی از کهکشان‌ها را قابل رصد می‌کند، اما تمامی این کهکشان‌ها قابل رویت نخواهند بود.

نظریه‌ی دیگر این است که EGS8p7 حاوی ستاره‌هایی است که حباب‌های هیدروژنی داشته و وجود خود را بوسیله‌ی آن‌ها اعلام می‌کند. دلیل این اتفاق هر چه که باشد می توان گفت که دانش ما از پیرترین کهکشان‌های جهان هستی نیاز به تغییر زیادی به خصوص در جزئیات خود دارد.