در جستجوی خواهران زمین در منظومه های دیگر

کشف تحولات کائنات دو روز به تأخیر افتاد! در آخرین لحظات شامگاه دوشنبه گذشته، راه اندازی ماهواره ای به تعویق افتاد که کارش جستجوی سیاراتی است که به زمین شبیه اند. مسئله ای در موشکی که این ماهواره را بایست به فضا می برد، موجب دستکم ۴۸ ساعت تعویق راه اندازی شد. چهارشنبه شب، این ماهواره که تس(TESS: Transiting Exoplanet Survey Sattelite) نام دارد، راه فضا را در پیش گرفت.

پرتاب تس به فضا، فصل جدیدی در ردگیری حیات در منضومه های دیگر است؛ یکی از بزرگترین سؤالاتی که علم مدتهاست با آن کلنجار می رود. مأموریت تس جستجوی “برون-سیارات” است، یعنی سیاراتی که بیرون از منظومۀ شمسی به دور ستاره ای در گردش اند. تس جانشین ماهوارۀ “کپلر” است. کپلر در خلال سالهای گذشته هزاران برون سیاره را کشف کرده است.

تس در جستجوی خود به دنبال برون سیارات استراتژی دیگری را تعقیب می کند. کپلر دارای تلسکوپ نسبتاً بزرگی است که می تواند با آن به اعماق کائنات نگاه کند. سیاراتی که کپلر کشف کرد و به مطالعۀ آنها دست زد، در فواصل بسیار دوری از زمین قرار دارند: صدها سال نوری. به علاوه کپلر، به دلیل بزرگی تلسکوپ اش، تنها می توانست بخش کوچکی از کائنات را ببیند. انگار که آدم از بالای برج کلیسا به آسمان نگاه می کند.

تس کوچکتر است، اما تمام کائنات – هم “نیمکرۀ” شمالی و هم “نیمکرۀ” جنوبی آن – را زیر نظر خواهد گرفت. در خلال چند سال آینده متجاوز از ۲۰۰هزارستاره، با فواصلی از چند تا صد سال نوری از زمین، در معرض دید تس قرار خواهند گرفت. این فواصل بسیار عظیم، در مقیاس کیهانی ناچیز اند. خورشید این سیارات گاه با چشم غیرمسلح نیز قابل رؤیت است.

خواهران زمین

این که تس قادر است به فواصل نزدیکتر را هم رصد کند، مزایای بسیاری دارد. وقتی تلسکوپها سیاره ای را کشف می کنند، این امکان برای ستاره شناسان فراهم می آید که به سادگی جرم آن را محاسبه کنند. اگر سیاره ای به کفایت سنگین اما نه چندان حجیم باشد – حداکثر دو برابر قطر زمین را داشته باشد – در این صورت شاید خواهری برابر زمین کشف شده باشد. حال اگر این سیاره در منطقۀ قابل زندگی (نواری فرضی در اطراف خورشید منظومه که دمای متعادلی دارد، نه خیلی گرم و نه خیلی سرد) گردش کند، آن گاه احتمال این که بر روی آن زندگی جاری باشد، وجود دارد.

برای تعیین این که در واقع هم زندگی در آن سیاره وجود دارد یا نه، ابزارهای دیگری لازم اند. از این مرحله به بعد کار تلسکوپ “جیمز وب” (James Webb) آغاز می شود. جیمز وب یک تلسکوپ فضائی بسیار حساس و گران است (طبق برآوردی تا سال ۲۰۱۶، ۱۰ میلیارد دلار) که می توان با آن دست به مطالعۀ آتمسفر برون-سیارات زد. پرتاب این تلسکوپ به فضا باز تا سال ۲۰۲۰ به تعویق افتاده است. دستکم این از بخت تس است، زیرا وقت اضافی خواهد داشت که هزاران برون-سیاره را کشف کند.

پرسشنامه

این که آیا تس موفق خواهد شد تمام سیاراتی را که به گرد آن ۲۰۰هزار ستاره در گردش اند، کشف کند، قطعاً منتفی است. در حالی که کپلر به مدت ۵ سال به منطقه ای در کائنات خیره می شود، تس به پر کردن نوعی پرسشنامۀ فضائی در باره آن منطقه دست می زند. یک سال اول خود را مصروف نیمکرۀ جنولی می کند و ساب دوم را مصروف نیمکرۀ شمالی. تس هر ماه بخش دیگری از کائنات را رصد می کند. بنابراین بسیار احتمال دارد که سیاره ای، در زمانی که چشم تس به جای دیگری است، از دید او بگریزد. کپلر چندان طولانی به جائی نگاه می کند تا بتواند چندین نوبت عبور سیاره ای را از جلوی چشمان اش ببیند. به این ترتیب بود که ستاره شناسان می توانند با اطمینان بیشتری تشخیص دهند که با یک سیاره مواجه اند یا با یک جرم آسمانی دیگر. تس قطعاً سیارات بسیاری نادیده خواهد گذاشت.

احتمال این که سیاره ای، همتای کامل زمین که سالی یک بار به دور خورشیدی می گردد، پیدا شود، بسیار کم است. اما احتمال پیداشدن سیارات قابل حیاتی در اطراف ستارگانی کوچکتر و با دمای کمتری از دمای خورشید ما، کم نیست. در این حالت منطقۀ قابل زندگی نزدیکتر به ستارۀ مفروض است و بنابراین اگر سیاره ای در این منطقه وجود داشته باشد، قاعدتاً سال کوتاهتری از سال زمین خواهد داشت. و بنابراین احتمال این که چنین سیاراتی کشف شوند بیشتر می شود. پس شاید دقیقتر این باشد که به جای خواهران، به دنبال “خواهرزاده” ها و “برادرزاده” هائی برای زمین باشیم.

و بعد؟ سیاراتی که به زعم تس “جالب” باشند، در سالهای بعد توسط جیمز وب مطالعه خواهند شد. شاید تلسکوپ چئوپس (Cheops: Characterising Exoplanets Satellite)، همتا و جانشین اروپائی تس، نیز دست به مطالعۀ این سیارات بزند. اما هنوز باید منتظر “الت” (ELT: Extremely Large Telescope) ماند، که در حال حاضر در شیلی در دست ساختمان است. ساخت این سوپرتلسکوپ پس از ۱۰ سال به انجام می رسد و انتظار می رود که بتواند ترکیب آتمسفر برون-سیارات را تشخیص دهد. به کمک طیف نگاری می توان تشخیص داد که آیا مواد لازم برای حیات، مثل اکسیژن، در آتمسفر یک سیاره وجود دارند یا نه.

بنابراین کپلر، تس و چئوپس نخستین قرین را در این باره که کدام برون-سیارات برای مطالعات بعدی جالب اند، فراهم می آوردند. جیمز وب و الت هم دست به رصد تفصیلی آن سیارات خواهند زد تا دریابند که آیا در این یا آن سیاره احتمالاً حیات وجود دارد یا نه. البته باید کمی هم صبر داشته باشیم. تا ۱۰ سال آینده در این باره اطلاعات بیشتری خواهیم داشت.