این سامانه های ستاره ای نزدیک می توانند اهداف خوبی در جستجوی حیات بیگانه باشند

ما ستاره‌هایی را شناسایی کرده‌ایم که محیط تابش اشعه ایکس منطقه قابل سکونت مشابه یا حتی ملایم‌تر از آن چیزی است که زمین در آن تکامل یافته است.

تلسکوپ فضایی پرتو ایکس چاندرا ناسا یک نقشه سه بعدی از ستارگان نزدیک به خورشید ایجاد کرده است که ممکن است به اخترشناسان در جستجوی سیارات بیگانه ای که می توانند میزبان حیات باشند کمک کند.

نقشه ایجاد شده توسط چاندرا – که به تازگی ۲۵ سال در مدار خود را جشن گرفت، اما با کمبود بودجه دردسرساز مواجه است – می تواند دانشمندان را آگاه کند که تلسکوپ های آینده را به سمت کدام سیاره های فراخورشیدی هدایت کنند تا جستجو برای شرایط قابل سکونت انجام دهند.

ستارگان نقشه برداری شده توسط تلسکوپ در حلقه های متحدالمرکز به دور خورشید، در فواصل بین ۱۶.۳ سال نوری تا ۴۹ سال نوری قرار گرفته اند. این به اندازه‌ای نزدیک است که تلسکوپ‌ها می‌توانند طول موج‌های نور یا «طیف‌ها» را از سیارات در مناطق قابل سکونت این ستارگان جمع‌آوری کنند. منطقه قابل سکونت یا ‘منطقه طلایی’ منطقه ای در اطراف یک ستاره است که نه خیلی گرم است و نه خیلی سرد که اجازه دهد آب مایع در سطح جهان وجود داشته باشد.

طیف‌های این سیارات که با تابش نور ستاره‌ها در هوای آن‌ها ایجاد می‌شوند، می‌توانند به طور بالقوه ویژگی‌های سطحی مانند قاره‌ها و اقیانوس‌ها و ویژگی‌های جوی مانند ابرها و محتویات شیمیایی را آشکار کنند.

قابلیت اشعه ایکس چاندرا برای انتخاب سیارات برای بررسی قابلیت سکونت احتمالی کلیدی است. نور پرانرژی مانند اشعه ایکس و اشعه ماوراء بنفش می تواند جو سیاره را از بین ببرد و همچنین مولکول های پیچیده مورد نیاز به عنوان اجزای سازنده موجودات زنده را تجزیه کند و قابلیت سکونت آن را از بین ببرد.

بنابراین، اگر چاندرا سیاره ای را تحت بمباران شدید اشعه ایکس ببیند، دانشمندان می توانند استنباط کنند که این سیاره بهترین جهان برای مطالعه در جستجوی حیات بیگانه نیست.

بریانا بایندر از دانشگاه پلی تکنیک ایالتی کالیفرنیا، رهبر تیم پشت نقشه جدید، در بیانیه ای گفت: بدون مشخص کردن پرتوهای ایکس ستاره میزبان، ما یک عنصر کلیدی در مورد اینکه آیا یک سیاره واقعا قابل سکونت است یا نه را از دست خواهیم داد. ‘ما باید ببینیم که این سیارات چه نوع دوزهای اشعه ایکس دریافت می کنند.’

اشعه ایکس حتی در مناطق گلدیلاک خبر بدی برای زندگی است

بایندر و همکارانش نقشه خود را در ابتدا با فهرستی از ۵۷ ستاره شروع کردند که به اندازه کافی نزدیک به منظومه شمسی ما هستند که تلسکوپ های آینده در فضا، مانند رصدخانه جهان های قابل سکونت، و روی زمین، مانند تلسکوپ بسیار بزرگ (ELT)، بتوانند از سیاره ها تصویربرداری کنند. در مناطق گلدیلاک خود می چرخند.

با این حال، تنها بودن در منطقه قابل سکونت، تضمینی برای مهمان نواز بودن یک سیاره نیست. زهره و مریخ هر دو در منطقه قابل سکونت خورشید، در دو سوی زمین قرار دارند، اما سطح مریخ به نظر می رسد برای زندگی آنگونه که ما می شناسیم نامناسب باشد و زهره فوق گرم کاملاً با آن دشمنی دارد.

بنابراین، تیم برای محدود کردن فهرست خود، از داده‌های ۱۰ روز رصد چاندرا و ۲۶ روز رصد تلسکوپ فضایی XMM-نیوتن آژانس فضایی اروپا (ESA) استفاده کرد تا ببیند ستاره‌ها در پرتو ایکس چقدر درخشنده هستند. سپس مشخص کردند که این پرتوهای ایکس چقدر پرانرژی هستند و انتشار پرتو ایکس ستارگان با چه سرعتی تغییر می کند.

دانشمندان استدلال کردند که هر چه پرتوهای ایکس پرانرژی و درخشان‌تر باشند، احتمال بیشتری وجود دارد که سیارات فراخورشیدی در حال گردش به اتمسفر خود آسیب جدی وارد کرده یا به طور کامل آن‌ها را از دست داده باشند.

سارا پیکوک، عضو تیم، از دانشگاه مریلند، توضیح داد: «ما ستاره‌هایی را شناسایی کرده‌ایم که محیط تابش اشعه ایکس منطقه قابل سکونت شبیه یا حتی ملایم‌تر از آن چیزی است که زمین در آن تکامل یافته است». چنین شرایطی ممکن است نقش کلیدی در حفظ جوی غنی مانند آنچه روی زمین یافت می شود، ایفا کند.

برخی از ستارگانی که توسط این تیم مورد بررسی قرار گرفته‌اند، قبلاً شناخته شده‌اند که توسط سیارات فراخورشیدی با جرم و اندازه‌های مشابه غول‌های منظومه شمسی مشتری، زحل، نپتون و اورانوس، با تعداد انگشت شماری نامزد کمتر از حدود نیمی از جرم زمین، در گردش هستند.

همچنین ممکن است سیاراتی در این منظومه ها با جرم و اندازه های سازگارتر با زمین وجود داشته باشند که در حال حاضر کشف نشده اند.

سیارات به اندازه زمین در این منظومه ها ممکن است با مطمئن ترین روش تشخیص سیارات فراخورشیدی، روش گذر، از دست رفته باشند. این تکنیک بستگی به عبور یک سیاره یا ‘گذر’ از چهره ستاره خود دارد که باعث کاهش اندک در خروجی نور ستاره در این فرآیند می شود.

این بستگی به سیاره ای دارد که بین ستاره خود و زمین قرار می گیرد، به این معنی که برخی از سیستم ها برای دیدن دنیاها با روش ترانزیت جهت گیری درستی ندارند. این تکنیک در تشخیص سیارات پرجرم نزدیک به ستاره آنها بهتر است، بنابراین جهان های کوچکتری که در مدارهای نسبتاً دورتری می چرخند را می توان نادیده گرفت.

روش اصلی دیگر تشخیص سیارات فراخورشیدی، روش سرعت شعاعی، وابسته به تشخیص ‘تلو تلو خوردن’ سیاره در حین چرخش به دور ستاره خود و کشش گرانشی روی آن است. باز هم، این روش به نفع سیارات پرجرم نزدیک به ستاره‌هایشان است که لرزش قابل توجهی ایجاد می‌کنند.

عضو تیم و دانشگاه کالیفرنیا، ‘ما نمی دانیم که چه تعداد سیاره مشابه زمین در تصاویر نسل بعدی تلسکوپ ها کشف خواهد شد، اما می دانیم که مشاهده زمان بر روی آنها بسیار ارزشمند و بسیار دشوار خواهد بود.’ ادوارد شویترمن، محقق ریورساید، نتیجه گرفت. این داده‌های پرتو ایکس به اصلاح و اولویت‌بندی فهرست اهداف کمک می‌کنند و ممکن است به اولین تصویر از سیاره‌ای شبیه به زمین سریع‌تر به دست بیاید.»

تحقیقات این تیم در ۲۴۴ امین نشست انجمن نجوم آمریکا در مدیسون، ویسکانسین ارائه شد.