به گفتهی ستارهشناسان، «سیارههای آبی» ــ البته نه از آن نوعی که کوین کاستنر در فیلم معروفش Waterworld بر آن شناور بود ــ یکی از رایجترین انواع سیارهها در سامانهی خورشیدی ما به شمار میآیند. دلیل این موضوع، از یک سو به چگالی نسبتاً پایین برخی سیارهها مربوط است و از سوی دیگر به وفور یخ آب در آن سوی «خط برف» در مدار ستارهها بازمیگردد.
اما پژوهش تازهای که به سرپرستی «جی لی» و همکارانش در دانشگاه میشیگان انجام شده، دیدگاهی متفاوت ارائه میدهد: شاید نوع دیگری از سیارهها وجود داشته باشد که دادههای مربوط به چگالی را توضیح میدهد، اما به جای آب از مادهای کاملاً متفاوت ساخته شده است؛ چیزی به نام «دوده».
سیارهی دودهای چیست؟
وقتی از «سیارهی دودهای» سخن میگوییم، منظور یک توپ غولآسا از گرد سیاه نیست. دوده در نجوم همان چیزی نیست که از دود آتش به ذهن ما میرسد. در زبان تخصصی اخترشناسی، واژهی «دوده» به کربن آلی نسوز گفته میشود؛ ترکیبی از عناصر کربن، هیدروژن، اکسیژن و نیتروژن که معمولاً با نام اختصاری CHON شناخته میشود.
جالب است بدانیم دوده در سامانهی خورشیدی ما کاملاً رایج است. برآوردها نشان میدهد که تا ۴۰ درصد جرم دنبالهدارها میتواند از دوده تشکیل شده باشد.
از آنجا که دنبالهدارها معمولاً بهعنوان پنجرهای به گذشتهی سامانهی خورشیدی و دوران پیشسیارهای آن در نظر گرفته میشوند، این واقعیت نشان میدهد که دوده در زمان شکلگیری سیارهها به مقدار زیادی وجود داشته است. پژوهشگران حتی پیشنهاد دادهاند که همانطور که «خط برف» وجود دارد، شاید چیزی به نام «خط دوده» هم وجود داشته باشد؛ خطی که بسیار نزدیکتر به ستاره قرار دارد و مرزی را مشخص میکند که فراتر از آن دوده پایدار میماند و میتواند بخش عمدهای از یک سیارهی تازهمتولدشده را تشکیل دهد.
سه منطقهی متفاوت در دیسکهای پیشسیارهای
مقالهی یادشده توضیح میدهد که دیسکهای پیشسیارهای، یعنی همان دیسکهای غبار و گاز پیرامون ستارههای جوان، سه منطقهی مجزا دارند که هر کدام زادگاه نوع خاصی از سیارهها هستند:
- منطقهی درونی: جایی که سیارات سنگی مانند زمین و مریخ شکل میگیرند. در این بخش، دما آنقدر بالا است که دوده پایدار نمیماند؛ بنابراین سیارههای دودهای در این ناحیه شکل نمیگیرند.
- منطقهی میانی (پس از خط دوده و پیش از خط برف): در این فاصله، سیارههایی پدید میآیند که عمدتاً از دوده ساخته شدهاند، اما تقریباً هیچ آبی ندارند؛ چون هنوز برای یخ آب بیش از حد گرم است. چنین سیارههایی شباهت زیادی به قمر «تیتان» دارند؛ با جَو متانی یا مشابه آن، و تا ۲۵ درصد جرمشان میتواند از دوده تشکیل شود.
- منطقهی بیرونی (فراتر از خط برف): اینجا بیشتر سیارهها ترکیبی از دوده و آب هستند. پژوهشگران حتی دو مدل مختلف از این سیارههای ترکیبی ارائه دادهاند: نسخهی «خشک» با حدود ۲۵ درصد آب، و نسخهی «مرطوب» با ۵۰ درصد آب. هر دو نوع، همچنان ۱۵ تا ۲۰ درصد دوده در ترکیب خود دارند.
مشکل بزرگ: شباهت با جهانهای آبی
مدلهای رایانهای نشان میدهند که ویژگی جرم ـ شعاع سیارهها بهگونهای است که نمیتوان از روی این دادهها تفاوتی میان سیارههای دودهای و سیارههای آبی قائل شد. به عبارت دیگر، بسیاری از سیارههای کوچک و متوسطی که در فهرست برونسیارهها با عنوان «مینی نپتون» ثبت شده و گمان میرفت جهانهای آبی باشند، شاید در واقع از مواد کربنی غنی ساخته شده باشند، نه از آب.
برای تشخیص واقعی، باید به سراغ جو این سیارهها رفت.
نقش تلسکوپ جیمز وب
تلسکوپ فضایی جیمز وب همین حالا هم کار بررسی جو برخی برونسیارهها را آغاز کرده است. این تلسکوپ توانسته حضور متان و دیاکسید کربن را در جو دو سیارهی «K2-12b» و «TOI-280d» شناسایی کند. هرچند این دو سیاره در حال حاضر در محدودهی درونی خط دودهی ستارههای خود قرار دارند، اما ممکن است در آغاز، آن سوی این خط شکل گرفته و سپس بهتدریج به مدارهای درونی مهاجرت کرده باشند.
بهویژه سیارهی «TOI-280d» نسبت کربن به اکسیژن بسیار بالایی دارد، که میتواند نشانهای از دودهای بودن آن باشد؛ درست همان چیزی که مقالهی جی لی مطرح کرده است.
پیامدها برای زیستپذیری
وجود چنین سیارههایی پیامدهای شگفتانگیزی برای بحث زیستپذیری دارد. سیارههای دودهای ممکن است هستههایی از الماس داشته باشند. این هستهها باعث میشوند چرخهی مواد فرّار در گوشتهی سیاره کند شود و تشکیل میدان مغناطیسی دشوار گردد. نبود میدان مغناطیسی هم یعنی حفاظت اندکی در برابر پرتوهای کیهانی، و این برای پیدایش یا تداوم حیات ابتدایی مشکلساز خواهد بود.
اما از سوی دیگر، این سیارهها سرشار از متان و ترکیبات آلی فرّار دیگرند؛ موادی که بسیاری از پژوهشگران آنها را پیشنیازهای شیمی پیشازیستی میدانند. بنابراین، حتی اگر چنین سیارههایی محیط سختی داشته باشند، همچنان میتوانند صحنهی جالبی برای بررسی سناریوهای پیدایش حیات باشند.
آیندهی پژوهشها
در نهایت، سرنوشت و ماهیت این سیارهها تنها با یک چیز روشن خواهد شد: دادههای بیشتر. بررسی دقیق جوها و توسعهی مدلهایی که بتوانند مرز مشخصی میان سیارههای آبی و سیارههای دودهای ترسیم کنند، ضروری است. اخترشناسان در حال کار روی این مسئلهاند.
و شاید در همین میان، کارگردان خلاقی ایدهی فیلمی تازه را مطرح کند: داستانی از دریانوردی روی دریاهای متانی یک سیارهی فراخورشیدی، با قایقی عایقبندیشده. چه کسی میداند؟ شاید بار دیگر کوین کاستنر را بر پرده ببینیم، این بار نه بر روی اقیانوسهای زمین، بلکه بر روی دریاهای سیاه و دودهای یک جهان بیگانه.
🔹 این روایت نشان میدهد که تصویر ما از سیارههای فراخورشیدی هر روز پیچیدهتر و شگفتانگیزتر میشود. اگر روزی «جهانهای آبی» بهعنوان نماد امید برای یافتن حیات شناخته میشدند، اکنون «جهانهای دودهای» هم به این فهرست افزوده شدهاند؛ جهانهایی ناشناخته که میتوانند رازهای تازهای از کیهان را آشکار کنند.
