ستاره دوردست TOI-700 دو سیاره بالقوه قابل سکونت دارد که به دور آن می چرخند – امید به زندگی؟

ناسا اخیراً از کشف یک سیاره جدید به اندازه زمین در منطقه قابل سکونت یک ستاره نزدیک به نام TOI-700 خبر داده است.

ما دو تن از ستاره شناسانی هستیم که هدایت این سیاره به نام TOI-700 e را بر عهده داشتیم. TOI-700 e کمی بیش از 100 سال نوری از زمین فاصله دارد – بسیار دور از آن برای انسان – اما ما می دانیم که از نظر اندازه شبیه به زمین است، احتمالاً از نظر ترکیب سنگی است و به طور بالقوه قادر به پشتیبانی از حیات است.

احتمالاً در مورد برخی از اکتشافات دیگر سیارات فراخورشیدی در سال های اخیر شنیده اید. در واقع، TOI-700 e یکی از دو سیاره بالقوه قابل سکونت در منظومه ستاره ای TOI-700 به تنهایی است.

سیارات قابل سکونت سیاراتی هستند که در فاصله مناسبی از ستاره خود قرار دارند تا دمای سطحی داشته باشند که بتواند آب مایع را تحمل کند.

در حالی که یافتن یک سیاره جدید و بالقوه قابل سکونت دور از زمین همیشه هیجان انگیز است، تمرکز تحقیقات سیارات فراخورشیدی از یافتن سیارات بیشتر دور می شود.

در عوض، محققان تلاش‌های خود را بر یافتن و مطالعه سیستم‌هایی متمرکز می‌کنند که احتمالاً به سؤالات کلیدی در مورد چگونگی شکل‌گیری سیارات، چگونگی تکامل آنها و اینکه آیا حیات می‌تواند در کیهان وجود داشته باشد پاسخ دهند.

TOI-700 e از بسیاری از این اکتشافات در سیارات دیگر متمایز است، زیرا برای تحقیقات آتی مناسب است که می تواند به یک سوال بزرگ در مورد شرایط زندگی خارج از منظومه شمسی پاسخ دهد.

از 1 تا 5000

ستاره شناسان اولین سیاره فراخورشیدی را در سال 1995 کشف کردند.

در ابتدا، اخترشناسان تنها چند سیاره فراخورشیدی را در هر سال کشف می‌کردند، اما ترکیبی از امکانات پیشرفته جدید با تمرکز بر علم سیارات فراخورشیدی با حساسیت تشخیص بهبودیافته منجر به کشف صدها سیاره فراخورشیدی توسط ستاره‌شناسان در هر سال شده است.

با بهبود روش ها و ابزارهای تشخیص، میزان اطلاعاتی که دانشمندان می توانند در مورد این سیارات بیاموزند افزایش یافته است.

در 30 سال گذشته، دانشمندان با استفاده از امکاناتی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب، از ردیابی سیارات فراخورشیدی به سرنخ های شیمیایی کلیدی در اتمسفر آنها، مانند آب، رسیده اند.

امروزه بیش از 5000 سیاره فراخورشیدی شناخته شده وجود دارد که از غول های گازی گرفته تا جهان های سنگی کوچک را شامل می شود.

و شاید هیجان انگیزتر از همه، اخترشناسان تاکنون حدود دوازده سیاره فراخورشیدی را کشف کرده اند که احتمالاً صخره ای هستند و در مناطق قابل سکونت ستارگان مربوطه خود می چرخند.

ستاره شناسان حتی چند منظومه – مانند TOI-700 – پیدا کرده اند که بیش از یک سیاره در اطراف منطقه قابل سکونت ستاره خود می چرخند. ما به این سیستم های کلیدی می گوییم.

یک جفت خواهر و برادر قابل زندگی

TOI-700 اولین بار زمانی که تیم ما کشف سه سیاره کوچک را که در اوایل سال 2020 به دور ستاره می چرخند، خبرساز شد.

ما با استفاده از ترکیبی از مشاهدات ماموریت ماهواره‌ای گذر از سیاره فراخورشیدی ناسا و تلسکوپ فضایی اسپیتزر، این سیارات را با اندازه‌گیری افت‌های کوچک در مقدار نوری که از TOI-700 می‌آید شناسایی کردیم.

این افت نور ناشی از عبور سیارات از مقابل ستاره کوتوله قرمز سرد کوچک در مرکز منظومه است.

با انجام اندازه‌گیری‌های دقیق تغییرات نور، ما توانستیم تشخیص دهیم که حداقل سه سیاره کوچک در منظومه TOI-700 قرار دارند، با اشاره‌ای به سیاره‌ای احتمالی.

همچنین می‌توانیم تعیین کنیم که سیاره سوم از ستاره، TOI-700 d، در منطقه قابل سکونت ستاره‌اش می‌چرخد، جایی که دمای سطح سیاره می‌تواند به آب مایع اجازه دهد.

ماهواره بررسی سیاره فراخورشیدی گذری TOI-700 را برای یک سال دیگر، از جولای 2020 تا مه 2021 رصد کرد و با استفاده از این مشاهدات، تیم ما چهارمین سیاره، TOI-700 e را کشف کرد.

TOI-700 e 95 درصد اندازه زمین است و در کمال تعجب ما در لبه داخلی منطقه قابل سکونت ستاره، بین سیارات c و d می چرخد.

کشف ما از این سیاره، TOI-700 را به یکی از معدود سیستم های شناخته شده با دو سیاره به اندازه زمین تبدیل می کند که در منطقه قابل سکونت ستاره خود در حال چرخش هستند.

این واقعیت که نسبتاً نزدیک به زمین است همچنین آن را به یکی از در دسترس ترین سیستم ها از نظر خصوصیات آینده تبدیل می کند.

سوالات بزرگتر و ابزار پاسخ به آنها با پرتاب موفقیت آمیز تلسکوپ فضایی جیمز وب، اخترشناسان اکنون می توانند توصیف شیمی جوی سیارات فراخورشیدی را آغاز کنند و به دنبال سرنخ هایی در مورد وجود حیات در آنها باشند.

در آینده نزدیک، تعدادی از تلسکوپ های عظیم زمینی نیز به افشای جزئیات بیشتر در مورد ترکیب سیارات دور از منظومه شمسی کمک خواهند کرد.

اما حتی با تلسکوپ‌های جدید قدرتمند، جمع‌آوری نور کافی برای یادگیری این جزئیات مستلزم نشان دادن تلسکوپ به سمت یک سیستم برای مدت زمان طولانی است.

با هزاران پرسش علمی ارزشمند که باید به آنها پاسخ داد، ستاره شناسان باید بدانند به کجا نگاه کنند.

و این هدف تیم ما، یافتن جالب ترین و امیدوارکننده ترین سیارات فراخورشیدی برای مطالعه با تلسکوپ وب و امکانات آینده است.

زمین در حال حاضر تنها نقطه داده در جستجوی حیات است. زندگی بیگانه ممکن است بسیار متفاوت از زندگی باشد که ما می شناسیم، اما در حال حاضر، مکان هایی مشابه خانه بشریت با آب مایع روی سطح نقطه شروع خوبی است.

ما معتقدیم که سیستم‌های کلیدی با چندین سیاره که احتمالاً کاندیدای حیات هستند – مانند TOI-700 – بهترین استفاده را از زمان رصد می‌کنند.

با مطالعه بیشتر TOI-700، تیم ما قادر خواهد بود در مورد آنچه که یک سیاره را قابل سکونت می کند، چگونگی شکل گیری و تکامل سیارات سنگی زمین مانند و مکانیسم هایی که منظومه شمسی را شکل داده اند، اطلاعات بیشتری کسب کند.

هر چه اخترشناسان بیشتر در مورد نحوه عملکرد سیستم های ستاره ای مانند TOI-700 و منظومه شمسی خودمان بدانند، شانس بیشتری برای یافتن حیات در فضا وجود دارد.