یکی از دنیاهای منظومه TRAPPIST-1 که تنها 40 سال نوری با ما فاصله دارد، ممکن است دارای جوی مناسب برای پشتیبانی از حیات باشد. مشاهدات جدید تلسکوپ جیمز وب نشانه هایی از وجود یک لایه گازی در سیاره TRAPPIST-1e را آشکار کرده است. این لایه می تواند مشابه جو زمین باشد و شرایط را برای وجود آب مایع روی سطح فراهم کند.
هرچند این شواهد هنوز قطعی نیست و نیاز به بررسی های گسترده تر دارد، اما نزدیک ترین نتیجه ای است که اخترشناسان تاکنون در جستجوی یک زمین دوم به دست آورده اند.
اهمیت این کشف برای جستجوی حیات
سارا سیگر، ستاره شناس دانشگاه MIT و نویسنده همکار یکی از مقالات منتشر شده، می گوید: «TRAPPIST-1e همچنان یکی از قوی ترین گزینه های ما برای سیاره های ناحیه قابل سکونت است. این نتایج جدید ما را یک گام به درک بهتر ماهیت این دنیا نزدیک تر می کند. شواهدی که احتمال جوهای شبیه به زهره و مریخ را رد می کنند تمرکز ما را روی سناریوهای محتمل تر افزایش می دهند.»
در جستجوی سیارات قابل سکونت خارج از منظومه شمسی، زمین الگوی اصلی اخترشناسان است. زیرا در کل کیهان تنها روی زمین است که حیات شکل گرفته و گسترش یافته است. یکی از مهم ترین ویژگی های زمین وجود آب مایع است، ماده ای که برای فرآیندهای بیوشیمیایی ضروری است. برای این کار، سیاره باید در فاصله مناسبی از ستاره میزبان خود قرار گیرد تا آب نه منجمد شود و نه تبخیر گردد.
چالش های سیارات TRAPPIST-1
سیستم TRAPPIST-1 در سال 2016 معرفی شد و از همان ابتدا هیجان زیادی ایجاد کرد. این کوتوله سرخ هفت سیاره سنگی دارد که چند مورد آن ها در ناحیه قابل سکونت قرار دارند. اما برای پایداری آب مایع، تنها فاصله کافی نیست. یک جو پایدار لازم است تا از تبخیر آب در خلأ جلوگیری کند.
کوتوله های سرخ نسبت به خورشید سردترند و ناحیه قابل سکونت به آن ها نزدیک تر است. همچنین این ستاره ها فعالیت بسیار شدیدی دارند و پر از شراره های ستاره ای هستند. همین فعالیت ممکن است جو سیارات اطراف را از بین برده باشد. بررسی دقیق تر TRAPPIST-1d نشانه ای از وجود جو نشان نداد. اما TRAPPIST-1e در فاصله ای کمی مناسب تر قرار دارد و شاید توانسته جو خود را حفظ کند.
بررسی های تلسکوپ جیمز وب
تیمی به سرپرستی نستور اسپینوزا از موسسه علوم تلسکوپ فضایی و ناتالی آلن از دانشگاه جان هاپکینز با استفاده از تلسکوپ جیمز وب نور ستاره TRAPPIST-1 را هنگام عبور سیاره TRAPPIST-1e بررسی کردند. آن ها به دنبال تغییراتی بودند که نشان دهد سیاره جو دارد و این جو از چه موادی تشکیل شده است.
تیمی دیگر به سرپرستی آنا گلیندن از MIT نتایج را تحلیل کرد. داده های چهار گذر جمع آوری و بررسی شدند، کاری که به دلیل فعالیت بالای ستاره بسیار پیچیده بود. نتایج به طرز خسته کننده ای مبهم بودند، اما به اندازه کافی شواهد ارائه دادند که بررسی های بیشتر را ضروری می کند.
رایان مک دونالد، اخترفیزیکدان دانشگاه سنت اندروز بریتانیا می گوید: «ما دو توضیح محتمل می بینیم. هیجان انگیزترین احتمال این است که TRAPPIST-1e دارای جوی ثانویه شامل گازهای سنگین مثل نیتروژن باشد. اما مشاهدات اولیه هنوز نمی توانند احتمال یک سیاره کاملا سنگی بدون جو را رد کنند.»
نشانه هایی از جو شبیه زمین
اگر این سیاره فراخورشیدی جوی داشته باشد، گلیندن و همکارانش نخستین گام ها را در شناسایی ترکیب آن برداشته اند. وقتی نور ستاره از جو سیاره عبور می کند، بخشی از طول موج ها توسط مولکول ها جذب یا بازتاب می شوند. با بررسی طیف نور، می توان ترکیب شیمیایی جو را مشخص کرد.
نتایج نشان می دهند که تراکم بالای دی اکسید کربن وجود ندارد، بنابراین جوهای شبیه به زهره یا مریخ محتمل نیستند. همچنین شواهدی از جوی غنی از هیدروژن و ترکیبات قوی دی اکسید کربن و متان دیده نمی شود. اما داده ها با جوی غنی از نیتروژن مولکولی همراه با مقادیر کمی دی اکسید کربن و متان سازگار هستند.
این موضوع بسیار وسوسه کننده است، زیرا حدود 78 درصد جو زمین از نیتروژن مولکولی تشکیل شده است. اگر نتایج تایید شوند، TRAPPIST-1e می تواند شبیه ترین سیاره کشف شده به زمین باشد.
آغاز عصر تازه اکتشاف
گلیندن می گوید: «ما هنوز در مراحل اولیه یادگیری توانایی های علمی خارق العاده تلسکوپ جیمز وب هستیم. شگفت انگیز است که می توانیم جزئیات نور ستاره ها را در اطراف سیاره هایی به اندازه زمین در فاصله 40 سال نوری اندازه بگیریم و بفهمیم شرایط آنجا چگونه است و آیا زندگی می تواند ممکن باشد یا خیر. ما در یک عصر تازه اکتشاف هستیم که بودن در آن بسیار هیجان انگیز است.»
نتایج این تحقیقات در دو مقاله در نشریه Astrophysical Journal Letters منتشر شده است.
