دیدگاه جدید دانشمندان برای تشخیص سیاره‌ های قابل سکونت

بررسی‌های صورت گرفته در یک مطالعه‌ی جدید نشان می‌دهد که زمان آن رسیده است تا دیگر سیارات قابل سکونت را پیدا کنیم. هر چند که ممکن است این تعداد سیارات بسیار کم‌تر از تصور ما باشند.

با توجه به پژوهش انجام شده، ارزیابی‌های کنونی در ارتباط با سیارات قابل سکونت بر پایه‌ی "منطقه‌ی گلدیلاک" (Goldilocks zone)- وجود فاصله‌ی مناسب از خورشید برای حفظ حیات- صورت گرفته است و دمای داخلی سیاره را لحاظ نکرده است.

"جون کورناگا" (Jun Korenaga) متخصص ژئوفیزیک دانشگاه ییل در این خصوص می‌گوید: "مسئله‌ی قابل سکونت بودن یک سیاره تنها به منطقه‌ی گادیلاک ختم نمی‌شود. دانش فعلی مبنا را بر این نکته قرار داده است که فرآیندی به نام "گوشته‌ی همرفت" (mantle convection) دمای محیط را خود به خود تنظیم می‌کند."

گوشته‌ی همرفت
سیاراتی که در محدوده‌ی گادیلاک قرار دارند به طور بالقوه قابل سکونت تلقی می‌شوند. چرا که به اندازه‌ی کافی از خورشید فاصله دارند و امکان وجود آب به صورت مایع بر روی سطح آن‌ها وجود دارد.

درواقع، چنین سیاراتی نه خیلی دور از خورشید هستند که آب لازم در آن‌ها منجمد باشد و نه آن قدر نزدیک هستند که آب موجود به صورت بخار فراهم باشد.

از طرفی، امکان وجود آب در یک سیاره به شدت به دمای سطح آن سیاره بستگی دارد. البته عامل دیگری هم در این میان وجود دارد که می‌تواند درجه حرارت سطح سیاره را تحت تاثیر خود قرار دهد و آن همرفت گوشته است. این پدیده با توضیح حرکات تکتونیکی زیرزمینی متناوب گرم و سرد، دمای داخلی یک سیاره را تعیین می‌کند. به عنوان مثال جابه‌جایی تخته سنگ‌های پیرامون می‌تواند منجر به انتشار گرما شود.

تاکنون دانشمندان بر این باور بودند که بیشتر سیارات از طریق این پدیده قادر به تنظیم درجه حرارت خود هستند و این خود می‌تواند راهکاری برای حل و فصل مشکل رسیدن به دمای مناسب در نظر گرفته شود.

اما مطالعه‌ی جدید کورناگا این پیشنهاد را مطرح کرد که ممکن است ذهنیت قبلی یک اشتباه باشد و دمای یک سیاره بیش از هر چیز وابسته به دمای اولیه‌ی شکل گیری آن است.

وی در این باره می‌گوید: "چنانچه تمام انواع داده‌های علمی را از میلیاردها سال پیش تا کنون جمع‌آوری کرده و سعی کنید که نتیجه‌ی معقولی از آن‌ها استنباط کنید، به تدریج متوجه خواهید شد که اثر گوشته‌ی همرفت تاثیر خاصی در دمای داخلی یک سیاره ایجاد نمی‌کند. "

کورناگا با استفاده از روش‌های جدید ریاضی، به این نتیجه رسید که بعید است سیارات شبیه زمین بتوانند دمای خود را به این شکل تنظیم کنند. به بیانی دیگر، دمای سطح سیاره‌هایی که در منطقه‌ی گلدیلاک قرار دارند به دمای اولیه‌ی شکل گرفتن آن‌ها بستگی دارد.

او در ادامه توضیح می‌دهد: "مطالعات صورت گرفته در زمینه‌ی شکل‌گیری سیارات نشان داده است که سیاراتی مانند زمین" براثر چندین ضربت قوی وارد شده بر ماده‌ی کیهانی شکل گرفته‌اند و نتایج حاصل از این فرآیندهای بسیار تصادفی از تنوع بالایی برخوردار هستند.

چنانچه دمای زمین در یک محدوده‌ی خاص ثابت نبود، دنیای فعلی مانند اقیانوس‌ها و قاره‌ها بر روی زمین قرار نداشت. این امر حاکی از آن است که زمین از بدو تاریخ تولدش خیلی سرد یا خیلی گرم نبوده است."

به عبارتی دیگر زمین سیاره‌ی خوش شانسی بوده است (یا شاید ما انسان‌های خوش شانسی بوده‌ایم!) که در منطقه‌ای فرود آمده است که فاصله‌ی کافی با خورشید را دارد و دمای آن برای سکونت مناسب است. برای رسیدن به چنین دمایی، چنانچه زمین از ۴.۵ میلیارد سال پیش روند تغییرات دمایی خود را طی می‌کرد، باز هم تغییرات قابل ملاحظه ای مشاهده نمی‌شد.

اگر محاسبات کورناگا صحیح باشد، می‌توان این طور برداشت کرد که خیلی از سیارات واقع در منطقه گادیلاک، بر خلاف گمان دانشمندان قابل سکونت نیستند و باید جستجوهای جدید را به سمت سیاراتی خارج از منظومه‌ی شمسی سوق داد.

بنا به گفته‌ی کورناگا: "عدم وجود مکانیزم تنظیم خودبه خودی دما پیامدهای عظیمی برای زیست پذیری سیارات دارند."

هر چند که برای حصول اطمینان کمی زود است، اما در صورت درست بودن این محاسبات، تعداد سیارات قابل سکونت به شکل چشمگیری کاهش پیدا خواهند کرد.

کورناگا خاطرنشان می‌کند: "در مطالعات قبلی فرض بر این بود که سیارات مشابه زمین قابلیت این را دارند که دمای خود را به صورت خود به خود تنظیم کنند. اکنون لازم است که دید خود را بازتر کرده و این موضوع را مدنظر قرار دهیم که ممکن است سیاره‌ی دیگری مانند زمین در جهان هستی وجود نداشته باشد."

با این حال، سایر دانشمندان هنوز خوش بین هستند. چرا که اینطور توجیه می‌کنند که هنوز به دانش زیادی درباره‌ی تکتونیک صفحه ای نرسیده‌ایم و ممکن است سیاره‌ای پیدا شود که بدون نیاز به فرآیند همرفت گوشته‌ای، دمای مناسب برای وجود آب مایع را داشته باشد.

"سارا سیگر" (Sara Seager)، دانشمند سیاره شناس دانشگاه MIT می‌گوید: "سیارات سنگی بسیار متداول هستند. فارغ از آنچه فکر می‌کنیم و انتظاراتی که داریم، سیارات زیادی خواهند بود که می‌توانند قابل سکونت باشند."

هر چند که به لطف تحقیقات کورناگا، با این نتیجه‌ی مایوس کننده مواجه شدیم که تعداد سیارات قابل سکونت از آنچه فکر می‌کنیم، کم‌تر هستند اما چنانچه نیمه‌ی پر لیوان را مشاهده کنیم، خواهیم دید که با این دیدگاه دامنه‌ی جستجوی خود را محدودتر ساخته‌ایم. ضمن این که با استفاده از این اطلاعات، دانشمندان ممکن است قادر به کشف جهانی شوند که شانس بیشتری از زندگی را برای بشر فراهم کند.

نقشه ای سه بعدی از ۱.۲ میلیون کهکشان در جهان ما هفت ستاره‌ ای که میلیون‌ ها سال در حال چرخش هستند