این پرسش، محور پژوهشی است که به تازگی در نشریه Astronomy & Astrophysics پذیرفته شده است. در این مطالعه، تیمی بین‌المللی از پژوهشگران بررسی کرده‌اند که چگونه یک ابزار تلسکوپی نوین و پیشنهادی می‌تواند امکان مطالعه و شناسایی جو سیاره‌های فراخورشیدی را به شکل‌های تازه و هیجان‌انگیز فراهم کند. نتایج این تحقیق می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا ابزارهای نوآورانه‌ای برای کاوش سیاره‌های دوردست توسعه دهند و دریابند که آیا آن‌ها می‌توانند زیست‌پذیر باشند یا حتی گونه‌هایی از حیات را در خود داشته باشند که تاکنون ناشناخته مانده است.
ابزار RISTRETTO و هدف پژوهش
پژوهشگران در این مطالعه به بررسی RISTRETTO پرداخته‌اند؛ ابزاری که قرار است به عنوان یک ابزار «مهمان» بر روی تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (ESO’s VLT) نصب شود. این ابزار یک طیف‌سنج با وضوح بالاست که می‌تواند نور بازتابی سیاره‌های فراخورشیدی را از نور ستاره میزبانشان جدا کند. تمرکز اصلی پژوهش روی پروکسیما b بود؛ نزدیک‌ترین سیاره فراخورشیدی به زمین. این سیاره سنگی در فاصله‌ای حدود ۴٫۲ سال نوری از ما قرار دارد و در ناحیه قابل سکونت ستاره‌اش، پروکسیما قنطورس، می‌چرخد.
پژوهشگران برای بررسی توانایی‌های RISTRETTO از مدل‌های رایانه‌ای پیشرفته استفاده کردند. این شبیه‌سازی‌ها طراحی شدند تا شرایط رصد واقعی پروکسیما b را بازسازی کنند؛ از جمله جداسازی سیگنال ضعیف سیاره از نور پرقدرت ستاره میزبان.
نتایج شگفت‌انگیز
یافته‌های این تحقیق نشان داد که RISTRETTO توانایی بالقوه برای تشخیص پروکسیما b از ستاره‌اش را دارد. محاسبات نشان می‌دهد تنها ۵۵ ساعت زمان رصدی برای شناسایی این سیاره کافی خواهد بود. افزون بر آن، در حدود ۸۵ ساعت رصد می‌توان وجود نشانه‌هایی از اکسیژن و آب را در جو پروکسیما b آشکار کرد. این مدت‌زمان‌ها در مقایسه با بسیاری از مشاهدات اخترفیزیکی بسیار کوتاه و کارآمد به شمار می‌روند.
نتیجه‌گیری پژوهش
نویسندگان مقاله در جمع‌بندی کار خود می‌نویسند:
«این پژوهش روشی بنیادی برای شناسایی و مطالعه سیاره‌های فراخورشیدی در نور بازتابی آن‌ها در اطراف ستاره‌های نزدیک، با استفاده از تلسکوپ‌های زمینی ارائه می‌دهد. مفهوم ابزار RISTRETTO و تکنیک‌های تحلیل داده‌های توسعه‌یافته در این تحقیق، مسیر را برای ابزارهای نسل بعدی در تلسکوپ‌های غول‌پیکر – مانند ELT-ANDES و ELT-PCS – هموار خواهد ساخت.»
پروکسیما b و ویژگی‌های آن
سیاره پروکسیما b در اوت ۲۰۱۶ کشف شد. این سیاره در فاصله ۴٫۲ سال نوری از زمین، به دور ستاره پروکسیما قنطورس (که به‌طور رسمی آلفا قنطورس C نام دارد) می‌گردد. این ستاره بخشی از سامانه سه‌تایی آلفا قنطورس است. پروکسیما b تنها در ۱۱ روز زمینی مدار خود را کامل می‌کند، اما این مدار در بخش میانی ناحیه قابل سکونت ستاره قرار دارد. پژوهشگران بر این باورند که پروکسیما b یک سیاره سنگی و کمی پرجرم‌تر از زمین است.
از آنجا که جو این سیاره هنوز به خوبی شناخته نشده است، ابزاری مانند RISTRETTO می‌تواند فرصت بی‌نظیری برای محدود کردن ویژگی‌های جوی آن و تعیین قابلیت زیست‌پذیری‌اش فراهم کند. البته یک مانع جدی وجود دارد: پروکسیما قنطورس فعالیت خورشیدی شدیدی دارد و تابش‌های پرانرژی آن به طور مداوم سیاره را بمباران می‌کنند. این تابش‌ها می‌توانند جو سیاره را تخریب کرده یا مانع پایداری آن شوند؛ بنابراین مشخص نیست پروکسیما b بتواند جوی پایدار برای پشتیبانی از زندگی داشته باشد.
پیشینه و توسعه RISTRETTO
ابزار RISTRETTO نخستین بار در سال ۲۰۲۰ معرفی شد و به عنوان ابزاری انقلابی در حوزه سیاره‌های فراخورشیدی مطرح گردید. در سال ۲۰۲۲ مطالعه‌ای دیگر توانایی‌های این ابزار را بیشتر بررسی کرد و نشان داد که می‌تواند برای مطالعه اورانوس، نپتون و حتی قمرهای یخی منظومه شمسی نیز به کار رود.
RISTRETTO در دسته ابزارهای «مهمان» قرار دارد؛ به این معنا که توسط یک گروه مستقل طراحی و ساخته شده و به طور موقت بر روی یک ابزار بزرگ‌تر نصب می‌شود. همین انعطاف‌پذیری باعث می‌شود که بتوان آن را در پروژه‌های گوناگون و به مدت محدود به کار گرفت.
دیگر سیاره‌های سامانه پروکسیما
علاوه بر پروکسیما b، این سامانه شامل دو سیاره دیگر به نام‌های پروکسیما c و پروکسیما d نیز هست. تأیید وجود پروکسیما c هنوز قطعی نشده است، اما پروکسیما d تأیید شده و به نظر می‌رسد در لبه درونی ناحیه قابل سکونت ستاره قرار دارد؛ درست مانند مدار زهره در منظومه شمسی که نزدیک به لبه داخلی ناحیه قابل سکونت خورشید است.
چشم‌انداز آینده
پرسشی اساسی باقی می‌ماند: ابزار RISTRETTO در سال‌ها و دهه‌های آینده چگونه به اخترشناسان کمک خواهد کرد تا سیاره‌های فراخورشیدی و جو آن‌ها را بهتر بشناسند؟ پاسخ این پرسش تنها با گذشت زمان مشخص خواهد شد. اما آنچه مسلم است این است که پژوهش‌هایی از این دست، مسیر علم سیاره‌های فراخورشیدی را متحول خواهند کرد.
با ابزارهایی مانند RISTRETTO، دانشمندان می‌توانند برای نخستین بار نشانه‌های مستقیم حیات بالقوه را در جو سیاره‌های نزدیک جست‌وجو کنند. این امر نه تنها درک ما از جهان را گسترش می‌دهد، بلکه پرسش‌های فلسفی عمیقی درباره جایگاه انسان در کیهان را نیز مطرح می‌سازد.
سخن پایانی
سیاره پروکسیما b، نزدیک‌ترین همسایه فراخورشیدی ما، همچنان یکی از جذاب‌ترین اهداف اخترشناسان است. توانایی بالقوه ابزار RISTRETTO در جداسازی نور این سیاره از نور ستاره‌اش و بررسی ترکیب جو آن می‌تواند راه را برای کشف‌های شگفت‌انگیز باز کند.
آینده اخترشناسی سیاره‌های فراخورشیدی پر از ناشناخته‌هاست، اما هر گام علمی ما را به درک بهتر نزدیک‌تر می‌کند. بنابراین همچنان باید علم را دنبال کرد و به آسمان چشم دوخت؛ چرا که هر کشف تازه، پنجره‌ای نو به سوی رازهای جهان خواهد گشود.
