جزر و مدهای بزرگ شرایط حیات در سیارات تراپیست-۱ را به وجود آورده‌اند

[ad_1]

اوایل سال جاری بود که خبر کشف سه سیاره سنگی در ناحیه قابل سکونت منظومه تراپیست-۱ خوشحالی زیادی در جامعه علمی به وجود آورد. اما کمی بعد بود که اخترشناسان اخبار ناامیدکننده‌ای را در مورد این منظومه اعلام کردند. مطالعات اخترشناسان نشان می‌داد، در این سیارات امکان پدید آمدن حیات وجود ندارد. اما به نظر می‌رسد، این بحث هیجان‌انگیز، بار دیگر پیچش خوش‌بینانه‌ای داشته باشد.

در مورد منظومه تراپیست-۱ باید بگوییم، این منظومه دارای هفت ‌سیاره فراخورشید به‌اندازه زمین است که به دور ستاره‌ای که تنها ۴۰ سال نوری با ما فاصله دارد، گردش می‌کنند. سه مورد از این سیارات شبیه زمین، در ناحیه گلدیلاک (کمربند حیات) قرار دارند؛ این آن‌ها را تبدیل سیارات فراخورشیدی قابل سکونتی می‌کند.

این هفت سیاره فراخورشیدی به دور ستاره میزبان خود که ستاره‌ای کوتوله و فوق سرد (ستاره کوتوله سرخ) است و هم ازلحاظ اندازه و هم نور کوچک‌تر از خورشید ما است، در مداری نزدیک‌تر از عطارد (به خورشید) گردش می‌کنند. این سیارات که در مداری تنگ‌ قرار دارند و دارای دوره گردش ۱.۵ و ۲.۴ روزه هستند، همچنین دیگر سیارات این منظومه فراخورشیدی، دارای دوره‌گردشی ۱۲ روزه هستند.

مدار این هفت ‌سیاره فراخورشیدی به‌قدری به هم نزدیک (فقط چند برابر فاصله زمین به ماه) است که می‌توان، ویژگی‌های زمین‌شناختی و جغرافیایی این سیارات را از سیاره همسایه‌اش مشاهده کرد. با توجه به نزدیکی مدار این سیارات به ستاره میزبان خود، به‌احتمال ‌زیاد، سیارات منظومه تراپیست-۱ قفل گرانشی (قفل جزر و مدی) شده‌اند، به این معنی که همیشه رو به ستاره خود است، به‌این‌ترتیب نیمی از سیاره در تاریکی همیشگی به سر می‌برد.

منظومه تراپیست-۱در صورت فلکی دلو قرار دارد و حدود ۳۷۸ تریلیون کیلومتر از زمین ما فاصله دارد

منظومه تراپیست-۱در صورت فلکی دلو قرار دارد و حدود ۳۷۸ تریلیون کیلومتر از زمین ما فاصله دارد

دو اخترشناس از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین (CFA) بر این باورند که تعاملات گرانشی قوی میان سیارات در منظومه‌های کوتوله سرخ و ستاره‌های میزبان آن‌ها، می‌تواند این سیارات را قابل سکونت‌تر کند، به‌ویژه اگر دارای قفل گرانشی با روز و شب دائمی باشند. در اقیانوس سیاراتی با قفل گرانشی، جز و مد ناشی از ستاره میزبان این سیارات سنگی امکان پدید آمدن مواد مغذی را فراهم می‌کند و دمای معتدل و همچنین به ایجاد واکنش‌های شیمیایی کمک می‌کند.

این دمای هوا می‌تواند نقش مهمی در پدید آمدن حیات در سیارات منظومه تراپیست-۱ ایفا کند. آوی لوئب، اخترشناسی از مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسون به Gizmodo می‌گوید، موضوع این مطالعه پس از عکاسی از ساحل ویکولوئا در جزیره ماوی، هاوایی به او الهام شده است. لوئب می‌گوید، این عکس از سواحلی هنگام غروب خورشید، او را به این فکر انداخته که ایستادن در سیاره‌ای با قفل گرانشی می‌تواند چگونه باشد.

در واقع باور اخترشناسان بر این است که بسیاری از سیارات قابل سکونت در اطراف ستاره‌های کوتوله سرخ ممکن است با توجه به کشش گرانشی ستاره نزدیک خود، دارای قفل گرانشی باشند. لوئب می‌گوید: “این مرا به این نتیجه رساند که امکان وجود حیات در نوار دائمی غروب این سیارات به اوج می‌رسد.”

محققان دیگری هم نوار دائمی غروب، یعنی ناحیه‌ای بین شب و روز را مطلوب‌ترین نقطه با شرایط آب و هوایی معتدل و مناسب حیات می‌دانند. اما از لحاظ زیست‌شناسی با توجه به نبود برخی فرایندهای فیزیکی و شیمیایی خاصی که ناشی از چرخش سیاره‌ای و جزر و مد هستند، این موضوع هنوز قابل‌بحث است.

لوئب می گوید، در سیاره‌هایی با قفل گرانشی هیچ رابطه‌ای بین اقیانوس و سنگ وجود ندارد که برخی دانشمندان آن را برای پدید آمدن حیات ضروری می‌دانند. او توضیح می‌دهد که چگونه جزر و مدهای زمین که عمدتا توسط ماه ایجاد می‌شوند، باعث باثبات ماندن محور گردش زمین و به وجود آمدن چرخه آب (سیل و تبخیر) می‌شوند. این چرخه آب واکنش‌های شیمیایی پیچیده‌ای را به وجود می‌آورد، ازجمله واکنش‌هایی که ممکن است، موجب پدید آمدن حیات در کره خاکی شده باشند. اما لوئب می‌گوید، آیا در سیاره‌ای که به دلیل تعاملات گرانشی شدید با ستاره میزبانش، روز و شب ندارد، یک ریتم منظم وجود داشته است؟

تعاملات گرانشی قوی میان سیارات در منظومه‌های کوتوله سرخ و ستاره‌های میزبان آن‌ها، می‌تواند این سیارات را قابل سکونت‌تر کند. در اقیانوس سیاراتی با قفل گرانشی، جز و مد ناشی از ستاره میزبان این سیارات سنگی امکان پدید آمدن مواد مغذی را فراهم می‌کند و دمای معتدل و همچنین به ایجاد واکنش‌های شیمیایی کمک می‌کند

تعاملات گرانشی قوی میان سیارات در منظومه‌های کوتوله سرخ و ستاره‌های میزبان آن‌ها، می‌تواند این سیارات را قابل سکونت‌تر کند. در اقیانوس سیاراتی با قفل گرانشی، جز و مد ناشی از ستاره میزبان این سیارات سنگی امکان پدید آمدن مواد مغذی را فراهم می‌کند و دمای معتدل و همچنین به ایجاد واکنش‌های شیمیایی کمک می‌کند

منسوی لینگام همکار لوئب در این مطالعه، با محاسبات دقیق خود نشان می‌دهد که جزر و مد ستاره میزبان (یا جزر و مد ملایم‌تر ناشی از دیگر سیارات منظومه تراپیست-۱) می‌توان نقش محور گردش زمین را جایگزین سیارات قابل سکونت اطراف ستاره‌های کوتوله سرخ کرد.

به گفته لوئب، چرخه‌های جزر و مدی ناشی از ستاره‌ای که در نزدیکی سیاره قرار دارند، به نسبت جزر و مد ماه در زمین، بزرگ‌تر هستند. لوئب در ادامه مطالعه خود در مورد چگونگی پدید آمدن این جزر و مدهای عظیم که می‌تواند سیل و تبخیر را در امتداد ساحل به وجود بیاورند، بحث می‌کند. امواجی که به آن امواج راسبی اقیانوسی می‌گویند (همچنین به امواج سیاره‌ای هم شناخته می‌شوند، این امواج نتیجه محور گردش سیاره‌اند)، مواد مغذی را افزایش می‌دهند و موجب انجام واکنش‌های پیچیده شیمیایی می‌شوند.

موضوعی که باید به آن اشاره‌ کنیم این است که مطالعه فوق هنوز در مرحله مایید علمی قرار دارد، بدین معنا که این ایده‌ها هنوز از سوی جامعه علمی بررسی نشده‌اند. حداقل یکی از محققان خارج از این مطالعه، روکو مانچینلی اخترشناسی از مرکز پژوهشی ایمز ناسا باور دارد که محققان این مطالعه به برخی نکات بسیار خوب مرتبط به تأثیر جزر و مد روی سکونت پذیری سیارات اشاره‌کرده‌اند.

مانچینلی به Gizmodo گفت: “واقعیت این است که داشتن جزر و مد باعث افزایش احتمال واکنش‌های شیمیایی می‌شود که منتهی به پدید آمدن حیات می‌شوند. ”

او با اشاره به اینکه در سال ۲۰۰۷ یکی از نویسندگان مطالعه‌ای بوده که چنین مفهومی را بررسی کرده، گفت: “اما بسیاری از مفاهیمی که در مطالعه قدیمی بررسی‌شده بودند، در این مطالعه با جزئیات بیشتر بررسی‌شده‌اند.”

بااین‌وجود، وقتی صحبت از فرضیه نویسندگان مطالعه فوق در مورد تأثیر جزر و مد روی شکل‌گیری زندگی پیچیده می‌شود، مانچینلی تردید زیادی دارد. به عنوان مثال، این مطالعه نشان می‌دهد که مواد مغذی ناشی از جزر و مد ممکن است، موجب پدید آمدن جلبک‌های عظیم شده باشند. مانچینلی می‌گوید: “البته این بدین معنا نیست که این مفاهیم اشتباه هستند، بلکه باید گمانه‌زنی‌های بیشتر و بیشتری انجام شود.”

همچنین باید به یاد داشته باشیم که فرضیه وجود حیات در منظومه ستاره کوتوله سرخ، تنها یک گمانه‌زنی است. چراکه به عنوان مثال، همان‌طوری که محققان در مطالعه چند ماه قبل خود نشان داده‌اند، این امکان وجود دارد که جو تمام سیارات منظومه تراپیست-۱ براثر بادهای خورشیدی از بین رفته باشد.

تصویر مفهومی که ستاره کوتوله فوق سرد تراپیست-۱ را از سطح یکی از سیارات سنگی منظومه نشان می‌دهد. سیارات منظومه تراپیست-۱ در مدار بسیار نزدیکی نسبت به ستاره مادر خود، ستاره کوتوله سرخ (فرا سردی) به اندازه مشتری می‌چرخند. این ستاره کوتوله روشنایی ۲۰۰۰ برابر کمتر از خورشید ما دارد. سیاره عطارد که در داخلی‌ترین بخش منظومه شمسی واقع‌شده، نسبت به هفتمین سیاره خارجی منظومه تراپیست-۱، هفت برابر دورتر از خورشید است

تصویر مفهومی که ستاره کوتوله فوق سرد تراپیست-۱ را از سطح یکی از سیارات سنگی منظومه نشان می‌دهد. سیارات منظومه تراپیست-۱ در مدار بسیار نزدیکی نسبت به ستاره مادر خود، ستاره کوتوله سرخ (فرا سردی) به اندازه مشتری می‌چرخند. این ستاره کوتوله روشنایی ۲۰۰۰ برابر کمتر از خورشید ما دارد. سیاره عطارد که در داخلی‌ترین بخش منظومه شمسی واقع‌شده، نسبت به هفتمین سیاره خارجی منظومه تراپیست-۱، هفت برابر دورتر از خورشید است

اوایل ماه آوریل بود که اخترشناسان رصدخانه کونکوی مجارستان مطالعه‌ای منتشر کردند که نشان می‌داد، سیارات منظومه تراپیست-۱ در معرض توفان‌های خورشیدی قدرتمندی قرار دارند. این محققان در مطالعه خود نشان داده بودند که سیارات این منظومه با بمباران خورشیدی قدرتمند و پیوسته‌ای مواجه بوده‌اند. این محققان حتی می‌گویند، توفان‌های خورشیدی ستاره تراپیست صدها و یا شاید هزاران بار قوی‌تر از توفان‌های زمین هستند.

در واقع ثبات جو یک سیاره پس از برخورد یکی از توفان‌های خورشیدی، نیازمند ۳۰ هزار سال است. به‌این‌ترتیب، در عرض ۲۸ ساعت، جو این سیارات فراخورشیدی چندان تغییر نخواهند کرد. مورد مهم‌تر اینکه، سیارات مدار تراپیست، به ستاره مادر خود نزدیک‌تر از خورشید ما هستند. این بدان معناست که این بمباران‌های بی‌وقفه احتمالا هر جوی را از بین می‌برند و امکان تشکیل حتی ابتدایی‌ترین نوع حیات را از میان‌ برمی‌دارند. موضوع دیگر اینکه، میدان مغناطیسی قوی زمین همچون یک سپر از سیاره در برابر توفان‌های خورشیدی محافظت می‌کنند، اما بعید است، سیارات تراپیست چنین سپری داشته باشند.

این مطالعه نشان می‌دهد، سیارات منظومه تراپیست به مگنتوسفرهایی (منطقه مغناطیسی پیرامون اجرام کیهانی) به میزان ده‌ها و صدها گاوس نیاز دارند، این در حالی است که مگنتوسفر زمین تنها در حدود ۰.۵ گاوس است. بنابراین، سیارات تراپیست چگونه قادر به ایجاد مگنتوسفری قدرتمندی برای حفاظت از جو خود خواهند بود؟

بااین‌حال، این فرضیه که کشش گرانشی یک ستاره نزدیک می‌تواند جزر و مدهایی را در اقیانوس‌های سیاره به وجود بیاورد که روی قابلیت سکونت پذیر سیاره تأثیر بگذارند، فرضیه عجیبی نیست. و حداقل، فرضیه‌هایی در مورد جلبک‌های فضایی همان‌طوری که به کاوش منظومه‌های کوتوله سرخ ادامه می‌دهیم، می‌تواند ایده خوبی برای مطالعه باشد.

.

منبع: gizmodo

[ad_2]

لینک منبع

مریخ در گذشته گرم و قابل سکونت بوده است

[ad_1]

امروز مریخ بیابانی کاملا خشک است، اما در دوران اولیه‌اش دارای نواحی وسیع مملو از آب و رودخانه‌هایی به عمق ۱۰۰۰ پا (حدود ۳۰۴ متر) بوده است. ولی دانشمندان ناسا توضیحی برای چگونگی باقی ماندن این آب در سطح مریخ به مدت میلیون‌ها سال و بدون وجود آب و هوایی گرم ندارند.

سیاره سرخ ۸۰۰ میلیون کیلومتر نسبت به زمین، دورتر از خورشید است، بنابراین به نسبت سیاره ما، گرمای کمتری از خورشید دریافت می‌کند. دمای متوسط مریخ منفی ۸۰ درجه سانتی‌گراد است که برای آب بسیار سرد است. با وجود تجزیه‌وتحلیل‌های علمی، به نظر می‌رسد، وضعیت در گذشته حتی از این هم وخیم‌تر بوده است، چراکه خورشید در میلیاردها سال قبل بسیار کم‌نورتر بوده است. دانشمندان تخمین می‌زنند که در روزهای اولیه منظومه شمسی، خورشید بین ۲۵ تا ۳۰ درصد کنونی نور داشته است که امکان وجود شرایط مرطوب در مریخ را کاملا غیرممکن می‌کرده است.

تصویری از دهانه گیل که توسط مریخ‌نورد کریاسیتی گرفته‌شده، در این تصویر به‌خوبی رسوباتی که تصور می‌شود، بقایای رودخانه‌ای کهن بوده، مشخص است

تصویری از دهانه گیل که توسط مریخ‌نورد کریاسیتی گرفته‌شده، در این تصویر به‌خوبی رسوباتی که تصور می‌شود، بقایای رودخانه‌ای کهن بوده، مشخص است

اما کاوشگرهای رباتیک ناسا شواهد فراوانی برای گذشته مملو از آب مریخ یافته‌اند. آشوین واساوادا دانشمندی از آزمایشگاه علوم مریخ در آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا، هفته گذشته در خلال رویدادی در مورد تاریخچه مرطوب مریخ صحبت کرد. واساوادا گفت که دریاچه‌های سیاره سرخ حتی زمانی که خورشید کم‌نور بود هم با آب و رودخانه پرشده بود. او گفت: “در آنجا دریاچه‌ها برای مدت طولانی وجود داشتند و به‌صورت مداوم جریان داشتند. توضیح اینکه چگونه امکان جریان یافتن رودخانه و سیلاب‌ها در چنین محیط همیشه سردی وجود داشته، بسیار دشوار است.”

به عنوان مثال، دانشمندان مدت‌هاست، فکر می‌کنند که مریخ در دوره هسپریان که از ۳.۷ تا ۳ میلیارد سال پیش ادامه یافت، همچون امروز، سیاره‌ای منجمد و بیابانی بوده است. اما مریخ‌نورد کریاسیتی شواهدی از سیلاب‌های بزرگ و دریاچه‌های عمیق پیدا کرد که درک دانشمندان از زمین‌شناسی باستانی سیاره سرخ را کاملا تغییر داده است.

واساوادا گفت: “ما با نشان دادن اینکه دوره هسپریان گرم و مرطوب باقی‌مانده، جلوی درک مریخ را گرفته‌ایم.”

بقایای رودخانه 1000 مایلی در دره وار ریول مریخ. آژانس فضایی اروپا در سال 2013 اعلام کرد که یک رودخانه 1000 مایلی (1609 کیلومتری) تبخیر شده کشف کرده که در برخی نقاط دارای پهنای 4 مایلی و 1000 پا عمق است

بقایای رودخانه ۱۰۰۰ مایلی در دره وار ریول مریخ. آژانس فضایی اروپا در سال ۲۰۱۳ اعلام کرد که یک رودخانه ۱۰۰۰ مایلی (۱۶۰۹ کیلومتری) تبخیر شده کشف کرده که در برخی نقاط دارای پهنای ۴ مایلی و ۱۰۰۰ پا عمق است

مریخ‌نورد کریاسیتی در سال ۲۰۱۱ در دهانه گیل فرود آمد و در ماه سپتامبر ۲۰۱۲ شواهدی به دست آورد که باعقیده ناسا، نشان از وجود جریان آبی در این ناحیه دارند. یک سال بعد هم آژانس فضایی اروپا تصویری از یک رودخانه ۱۰۰۰ مایلی (۱۶۰۹ کیلومتری) تبخیر شده گرفت که در برخی نقاط دارای پهنای ۴ مایلی و ۱۰۰۰ پا عمق بود. مریخ‌نورد کریاسیتی در همین سال، سنگریزه‌های گردی را پیدا کرد که دارای بخش بیرونی صاف بودند که به‌طورقطع نشان از سال‌ها فرسایش رودخانه‌های مریخ داشتند.

شاید قانع‌کننده‌ترین سرنخ‌ها از گذشته گرم مریخ، شواهدی از دریاچه‌های قدیمی باشند که در لایه‌هایی به عمق ۶۰۰ پا به‌خوبی حفظ‌شده‌اند. کاوش‌های کریاسیتی در اطراف دهانه گیل اجازه حفاری در لایه‌های مختلف سنگی عمدتا رسوبات رودخانه را به این کاوشگر ناسا داد.

الیزابت رامپ، دانشمندی از مأموریت اکتشافات ناسا، ماه گذشته گفت: “این لایه‌ها حدود ۳.۵ میلیارد سال پیش (در این ناحیه) ته‌نشین شده‌اند که همزمان با دوره‌ای است که حیات در زمین شکل گرفت. فکر می‌کنیم که مریخ اولیه ممکن است شبیه دوران اولیه زمین بوده، بنابراین ممکن است، محیطی قابل سکونت بوده باشد.”

در این نواحی دریاچه‌هایی وجود داشتند که بسیار عظیم و طویلی با شن‌ها و ماسه‌هایی به طول ۳۰ مایل و ضخامت صدها پا وجود داشتند. واساوادا گفت: “برای چنین بردن چنین حجمی از شن و ماسه و رسوبات، باید میزان زیادی آب در این ناحیه جریان داشته باشد.”

لایه‌های فرسایشی که تصور می‌شود، بقایای بستر دریاچه‌های مریخی باشند

لایه‌های فرسایشی که تصور می‌شود، بقایای بستر دریاچه‌های مریخی باشند

در زمین، فرآیندهای مشابهی می‌توانند میلیون‌ها یا حتی ده‌ها میلیون سال به طول بیانجامد. واساوادا استدلال می‌کند که چنین گرمایی نمی‌توانسته دوره‌ای بوده باشد. او گفت: “مگر اینکه یک جو مرطوبی پایدار وجود داشته باشد، همچون جو گرمِ مریخ اولیه.”

واساوادا به توضیحات گذشته برای ایجاد آب‌وهوای گرم در مریخ اشاره می‌کند، اما این توضیحات به موقتی بودن گرما اشاره دارند و چنین چیزهایی دریاچه‌های بزرگ و رودخانه‌های عمیق را نمی‌تواند توضیح دهد. شاید یک شهاب‌سنگ به مریخ برخورده کرده باشد و به مدتی کوتاه جوی مملو از گردوغبار به وجود آورده باشد که یا دوره‌ای ذوب رخ‌داده باشد که موجب آب شدن فصلی یخ‌ها شده است.

اما اینکه این آب‌وهوا چگونه پایدار بوده است، هنوز برای دانشمندان یک معما است. در این مورد متقاعدکننده‌ترین فرضیه، اثر قدرتمند گلخانه‌ای است که احتمالا ناشی از فوران‌های آتش‌فشانی بوده است. ، یک رمز و راز باقی‌مانده است. رقیب پیشرو یک اثر قدرتمند گلخانه‌ای است که احتمالا از فوران‌های آتش‌فشانی است. دی‌اکسید کربن، متان و گوگرد از گازهای گرمازا محسوب می‌شوند، اما مشخص نیست که تا چه میزان از این گازها و برای چه مدتی می‌توانند با ورود به جو، یک اثر گرمایی چند میلیون ساله پدید بیاورند. همچنین فرضیه دیگری مطرح است که مدعی است، مریخ دارای مدار خارج از مرکزی بوده که این سیاره را در طول دوره‌های مشخصی به خورشید نزدیک‌تر می‌کرده است.

حال اینکه این گرما چگونه پدید آمده مهم نیست، واساوادا با اطمینان باور دارد که مریخ، سیاره‌ای گرم و دارای مقادیری قابل توجهی آب بوده است. او می گوید: “از روزی که این سنگریزه‌ها را پیدا کردیم تا امروز، تنها یک موضوع مطرح بوده؛ آب، آب و آب.”

.

منبع: inverse

[ad_2]

لینک منبع