پیدایش حیات در گرگ و میش سیاره فراخورشیدی

یک تیم تحقیقاتی به دنبال حیات در انواعی از سیارات فراخورشیدی است که به دلیل شرایط بد آب و هوایی، تقریبا غیر قابل سکونت هستند. محققان می‌گویند در این سیارات، احتمالا در محل رسیدن روز به شب، می‌توان به دنبال نشانه‌های حیات بود.

زمین، در حال حاضر، تنها گزینه ما برای سکونت است. ممکن است در جایی دیگر در کهکشان بزرگ و وسیع ما حیات وجود داشته باشد، اما جهان ما تنها جهانی است که به یقین می‌دانیم که حیات در آن ظهور کرده است.

مشکل اینجا است که ما چیزی در کیهان پیدا نکرده‌ایم که دقیقا شبیه سیاره خودمان باشد: با اندازه و ترکیب یکسان، که نقطه مشابهی را در منظومه سیاره‌ای خود اشغال می‌کند، دقیقا در فاصله «گلدی‌لاک» مناسب از ستاره‌اش برای دمایی که حیات را آن طور که ما می‌شناسیم، ممکن می‌کند.

اکثر ۵۳۰۰ دنیایی که تا به امروز پیدا کرده‌ایم، در واقع نسبت به فاصله زمین تا خورشید، بسیار نزدیک‌تر به ستاره‌های میزبان خود هستند. به خاطر این نزدیکی، آن‌ها نه‌تنها در خروشند، بلکه به‌ طور جزر و مدی در جای خود قفل می‌شوند. این بدان معناست که یک طرف همیشه رو به ستاره است و در روشنایی دائمی روز پخته می‌شود، و طرف دیگر همیشه پشت به ستاره است و در شب و یخبندان همیشگی.

یک مقاله جدید نشان می‌دهد که مکانی در سیاره‌های فراخورشیدی نزدیک به مدار وجود دارد که ممکن است قابل سکونت باشد: منطقه کوچک گرگ و میش که در آن روز به شب ملحق می‌شود.

آنا لوبو، ژئوفیزیکدان از دانشگاه کالیفرنیا، ارواین می‌گوید: «ما سیاره‌ای می‌خواهیم که در نقطه مناسب قرار گرفته و دارای دمایی مناسب برای وجود آب به شکل مایع باشد.این سیاره می‌تواند روزهایی بسیار گرم داشته باشد ( که گرمای آن مانع بقای هر موجود زنده‌ای است) و شب‌هایی یخبندان و به طور بالقوه پوشیده از یخ داشته باشد. ممکن است در قسمت سرد سیاره، یخچال‌های طبیعی بزرگی هم وجود داشته باشد.

جستجوی ما برای سیارات فراخورشیدی مشابه زمین در حال حاضر به دلیل محدودیت‌های فناوری تا حدودی با مشکل مواجه شده است. مفیدترین تکنیک‌های ما قادر به یافتن جهان‌هایی هستند که بسیار نزدیک و در کمتر از ۱۰۰ روز دور ستاره‌هایشان می‌چرخند.

اگر فقط دنبال ستارگانی مانند خورشید بودیم ممکن بود برای کشف سکونت‌پذیری بالقوه دچار مشکلات بیشتری شویم. با این حال بیشتر ستارگان کهکشان راه شیری، کوتوله‌های سرخ هستند. یعنی ستاره‌هایی کوچکتر، کم‌نورتر و بسیار سردتر از ستاره خودمان. اگرچه این بدان معنی است که مدار قابل سکونت می‌تواند کمی نزدیک‌تر به ستاره باشد، مشکل قفل شدن جزر و مدی نیز مطرح است. این زمانی اتفاق می‌افتد که برهم‌کنش گرانشی بین دو جسم، چرخش جسم کوچک‌تر را در همان دوره‌ای با مدارش قفل می‌کند، به طوری که یک طرف همیشه رو به جسم بزرگ‌تر با گرانش بیشتر باشد. این امر به ویژه در سیاره‌های فراخورشیدی با مدارهای نزدیک رخ می‌دهد، زیرا گرانش ستاره، مدار سیاره فراخورشیدی را به گونه‌ای کشیده می‌کند که اعوجاج آن یک اثر ترمزی ایجاد می‌کند. ما این را در مورد زمین و ماه نیز می‌بینیم.

برای سیارات فراخورشیدی که گاهی اوقات با عنوان «سیاره‌های آی‌بال (eyeball)» شناخته می‌شوند، به این معنی است که در روز و شبشان، اختلاف آب و هوایی شدیدی را تجربه می‌کنند که ممکن است آن‌ها را به میزبانی نامناسب بدل کند. لوبو و همکارانش برای تعیین اینکه آیا چنین جهان‌هایی می‌توانند قابل سکونت باشند، از نرم‌افزار مدل‌سازی آب و هوای اصلاح‌شده که معمولا برای زمین استفاده می‌شود، استفاده کردند. این تیم امیدوار بود که دامنه جست‌وجو برای حیات فرازمینی را گسترش دهد. کار این تیم نشان داد که آب بیشتر احتمالا سیارات آی‌بال را کمتر قابل سکونت می‌کند. اگر در چنین جهانی اقیانوس‌های مایع وجود داشته باشد، برهم‌کنش با ستاره جو را پر از بخار می‌کند که می‌تواند کل سیاره فراخورشیدی را در بر بگیرد و اثرات گلخانه‌ای خفه‌کننده‌ای ایجاد کند.

با این حال، اگر سیاره فراخورشیدی وسعت زیادی داشته باشد، آنگاه احتمالا قابل سکونت‌تر می‌شود. در آنجا، یخ‌های یخچال‌های شبانه می‌توانند با بالا رفتن دما از نقطه صفر، ذوب شوند و محل وصل شدن روز به شب را به یک کمربند قابل سکونت تبدیل کند. این مشابه یافته‌های مقاله‌ای است که در سال ۲۰۱۳ در مجله «Astrobiology» منتشر شد.

لوبو می‌گوید: «با کاوش در این شرایط آب و هوایی عجیب و غریب، ما شانس خود را برای یافتن و شناسایی سیاره قابل سکونت در آینده نزدیک افزایش می‌دهیم.»