جستجوی حیات بیگانه
مدل جدید میتواند به دانشمندان در یافتن سیارات فراخورشیدی قابل سکونت کمک کند
یک مدل جدید سیاره فراخورشیدی، جهانهای سنگی را با توانایی آنها در حفظ جو در مقیاسهای زمانی زمینشناسی بررسی میکند و به محدود کردن جستجوی سیارات بالقوه قابل سکونت فراتر از زمین کمک میکند.
یک مدل جدید سکونتپذیری سیارهای میتواند با شناسایی سریع جهانهای سنگی که بعید است جو مورد نیاز برای حیات را آنطور که ما میشناسیم حفظ کنند، جستجوی بیگانگان را کارآمدتر کند.
این نرمافزار که مدل سکونتپذیری کوچکتر از زمین (STEHM) نام دارد، به ستارهشناسان اجازه میدهد تا قبل از اختصاص زمان ارزشمند تلسکوپ به مشاهدات دقیق، سیارات فراخورشیدی را بررسی کنند. این مدل که توسط محققان دانشگاه استنفورد توسعه داده شده است، ارزیابی میکند که آیا یک سیاره سنگی میتواند جو را در طول میلیاردها سال ایجاد و حفظ کند – که طبق بیانیه دانشگاه، پیشنیاز حیات است.
ستارهشناسانی که در جستجوی حیات فراتر از زمین هستند، با یک چالش دلهرهآور روبرو هستند: هزاران سیاره فراخورشیدی تاکنون کشف شدهاند و تصور میشود میلیاردها سیاره دیگر در سراسر کهکشان راه شیری وجود دارد – تقریباً یک سیاره برای هر ستاره در کهکشان. با ورود تلسکوپهای قدرتمند جدید به عرصه، محققان به طور فزایندهای به روشهایی برای شناسایی جهانهایی که ارزش مطالعه دقیقتر را دارند، نیاز دارند.
میشل هیل، نویسنده اصلی این مطالعه که STEHM را توسعه داده است، در این بیانیه گفت: “تنها راهی که میتوانیم بفهمیم آیا نشانههایی از حیات در آنجا وجود دارد یا خیر، مشاهده جو این سیارات است.”
به طور سنتی، دانشمندان بر این موضوع تمرکز کردهاند که آیا یک سیاره در منطقه قابل سکونت ستاره خود قرار دارد یا خیر، منطقهای که دما ممکن است اجازه وجود آب مایع روی سطح را بدهد. اما موقعیت مکانی به تنهایی تضمین کننده سکونتپذیری نیست. محققان گفتند، سیارهای بدون جو قابل توجه ممکن است نتواند دمای پایدار را حفظ کند، خود را از تابش محافظت کند یا از آب سطحی پشتیبانی کند.
STEHM با تخمین اینکه آیا سیارات سنگی کوچک میتوانند در مقیاسهای زمانی زمینشناسی جو ایجاد و حفظ کنند، لایه دومی به این ارزیابی اضافه میکند. این مدل اندازه یک سیاره را به توانایی آن در نگه داشتن گازهای جوی مرتبط میکند و به شناسایی آستانه اندازه پایینتر برای جهانهای بالقوه قابل سکونت کمک میکند.
برای ساخت STEHM، هیل از کد شبیهسازی سیارهای ExoPlex برای مدلسازی شش سیاره سنگی از نصف اندازه زمین تا اندازه زمین استفاده کرد و چگونگی تأثیر ساختار سیارهای، فعالیت آتشفشانی، گرمای داخلی و تابش ستارهای بر بقای جو را آزمایش کرد. این مدل با استفاده از زهره و مریخ اعتبارسنجی شد و به درستی جو غلیظ دیاکسید کربن زهره و از دست دادن جو طولانیمدت مریخ را بازتولید کرد.
نتایج نشان میدهد که سیارات سنگی با حداقل ۸۰٪ اندازه زمین میتوانند هنگام چرخش در مناطق قابل سکونت به دور ستارههای خورشید مانند، به مدت ۱۰ میلیارد سال یا بیشتر جو خود را حفظ کنند. سیارات کوچکتر معمولاً جو خود را سریعتر از دست میدهند، اگرچه سیاراتی با اندازه حدود ۷۰٪ از اندازه زمین ممکن است در شرایط مطلوب هنوز قابل سکونت باشند. طول عمر جو همچنین به شدت به محتوای کربن اولیه و عناصر تولیدکننده گرما که فعالیت آتشفشانی را هدایت میکنند بستگی دارد و به STEHM اجازه میدهد تا به عنوان یک فیلتر مبتنی بر اندازه برای شناسایی امیدوارکنندهترین جهانهای قابل سکونت عمل کند. هیل در این بیانیه گفت: «شاید در سیارات دیگر کوچکتر از زمین حیات وجود داشته باشد، اما ما هرگز قادر به دیدن آن نخواهیم بود زیرا نمیتوانیم چیزی به آن سیارات فراخورشیدی ارسال کنیم.» «بهترین شانسی که داریم، جستجوی نشانههای حیات با تجزیه و تحلیل جو از راه دور است.»
STEHM با محدود کردن حوزه کاندیداها، میتواند به ستارهشناسان کمک کند تا بر روی امیدوارکنندهترین سیارات برای حیات تمرکز کنند و در عین حال از هدر رفتن منابع برای اهداف بعید جلوگیری کنند. این رویکرد ممکن است به ویژه مفید باشد زیرا ماموریتهای نسل بعدی، مانند تلسکوپ فضایی PLATO آژانس فضایی اروپا، فهرست سیارات فراخورشیدی سنگی اطراف ستارههای نزدیک را گسترش میدهند. محققان امیدوارند که این مدل به اولویتبندی اینکه کدام یک از این سیارات شایسته مشاهدات بعدی هستند، کمک کند.
STEHM نه تنها به مکانهایی که حیات فراتر از زمین میتواند رخ دهد، بلکه به زمان وقوع آن نیز میپردازد، با مدلسازی اینکه آیا سیارات فراخورشیدی واقعاً میتوانند در مقیاسهای زمانی زمینشناسی جو را حفظ کنند – که در وهله اول یک پیشنیاز کلیدی برای شکلگیری حیات است – میپردازد.
هیل در این بیانیه گفت: «شاید پاسخ این سوال که چرا هنوز هیچ حیاتی پیدا نکردهایم این باشد که ما در طرح بزرگ آنچه از طریق زندگی و مرگ ستارگان ایجاد شده است، خیلی زود هستیم. شاید ما یکی از اولینها باشیم.»
یافتههای آنها در ۴ ژوئن ۲۰۲۶ در مجله علوم سیارهای منتشر شد.
توضیح عکس: برداشت هنری از ماموریت PLATO آژانس فضایی اروپا، که هزاران ستاره نزدیک را برای یافتن سیارات فراخورشیدی سنگی بررسی خواهد کرد. یک مدل جدید به نام STEHM میتواند به دانشمندان کمک کند تا اولویتبندی کنند که کدام یک از این جهانها به احتمال زیاد از حیات فراتر از زمین پشتیبانی میکنند. (منبع تصویر: ESA)
منبع: space.com
