تراپیست 1

ستاره‌ی TRAPPIST-1   که تنها 8 % خورشید جرم دارد یکی از ستارگان صورت فلکی آبریز است که با زمین در حدود 450 هزار میلیارد کیلومتر فاصله دارد. این دسته از ستارگان را در اصطلاح "رده‌ی طیفی M" طبقه بندی می‌کنند و طول عمری بسیار طولانی‌تر از خورشید دارند. دمای سطح آنها در حدود 2430  درجه سانتیگراد است؛ این درحالی است که سطح خورشید با 6500 درجه دما، 20000 برابر درخشان تر است!

می توان نتیجه گرفت که ناحیه‌ی قابل زیست در اطراف این ستاره در فاصله‌ی بسیار کمتری نسبت خورشید  قرار دارد و مساحت کمتری را در برمی‌گیرد. اما نخستین شگفتی این اکتشاف از جایی آغاز می‌شود که سه سیاره زمین مانند در این منطقه شناسایی شدند.

 منظومه‌ی TRAPPIST-1  دارای 7 سیاره با ابعادی در حدود زمین و ناهید و یا کمی کوچکتر است که همگی در مدارهایی نزدیک به یکدیگر گردش می‌کنند. این نزدیکی به اندازه‌ای کم است که در مقام مقایسه دورترین سیاره‌ی این مجموعه با نام”RAPPIST-1h” حدود شش برابر نزدیکتر از سیاره‌ی عطارد به خورشید است! (عکس 2)

این منظومه به قدری کوچک است که شما به راحتی می‌توانید از سطح یک سیاره خصوصیات سطح سیاره‌ی مجاور را ببینید و  وضعیت آب و هوای آن را تشخیص دهید. به طور مثال اگر سفر به مریخ از سطح زمین شش ماه به درازا انجامد، در این منظومه شما می‌توانید برای سفر نوروزی خود،  سیارات مجاور را انتخاب کنید!

بر اساس مقاله‌ای که همزمان با انتشار این خبر از مجله‌ی نیچر منتشر شد، سه سیاره‌ی از هفت سیاره‌ی این منظومه دمایی معادل ناهید، زمین و مریخ را از ستاره‌ی خود دریافت می کنند و با توجه به نشانه‌هایی که از اتمسفر این سیارات بدست آمده احتمال وجود اقیانوس‌های آب مایع در آنها زیاد است.

مقایسه‌ی فواصل سیارات منظومه‌ی TRAPPIST-1   با منظومه شمسی و اقمار مشتری

این سیارت به روش گذر ثبت شده‌اند به ترتیب با نام‌های b  , c , d , e  , f , g وh نام گذاری شده‌ اند. مطالعات اولیه در رابطه با طیف جذبی اتمسفر این سیارات، احتمال وجود اقیانوس آب مایع  و به دنبال آن زیست پذیری در سیارت e و g وf و احتمالا d  را نشان می‌دهد. 

سه سیاره اول این مجموعه ابتدا توسط تلسکوپ "TRAPPIST" که متعلق به رصدخانه جنوبی اروپا در لاسیلا است کشف شد. سپس مجموعه تلسکوپ‌های بسیار بزرگ رصدخانه جنوبی اروپا (VLT) در پارانال و  همچنین رصدخانه فضایی فروسرخ اسپیتزر به خدمت این پروژه در آمدند و موفق به کشف چهار سیاره دیگر شدند که مشخصات همه ‌ی آنها در جدول زیرنوشته شده.

حضور در کمربند حیات یکی از شرایط ایجاد حیات است در حالی که شرایط دیگری نیز وجود دارد که می توان بر بقاء حیات تاثیر بگذارد. در پشت پرده‌ی این منظومه دوست داشتنی، احتمالا شرایط سخت و غیر قابل تحملی نیز وجود داشته باشد ممکن است پایداری حیات را به مخاطره اندازد.

همانطور که گفته شد ستارگان رده‌ی M ، کمربند حیات بسیار نزدیکی به سطح خود دارند. در این فاصله با وجود دمای مناسب، میزان تشعشعات پرانرژی بسیار زیاد و برای حیات زمین مانند کشنده است. پرتو‌های UV و X که به راحتی ساختار درشت ملکول‌های زیستی را بر هم میزنند و می‌توانند مانعی برای بقاء باشند در این بخش با شدت زیادی تابش می‌شوند. اما در زمین موجدات زنده‌ی بسیاری هستند که می‌توانند بر 1000 برابر تابش کشنده‌ی پرتو برای انسان غلبه کنند. به این دسته از موجودات زنده در اصطلاح اکسترموفیل ( شدت دوست) گفته می‌شود. علاوه بر آن شاید ترکیبات اتمسفری سیارات منظومه‌ی "TRAPPIST-1" به گونه‌ای باشد که بتواند تا حد زیادی از تاثیرات مخرب این امواج بکاهد.

اما داستان به اینجا منتهی نمی‌شود. موری تریاد (Amury Triaud)  یکی از پژوهشگران تیم تحقیقاتی این پروژه می‌گوید:  هرچند که شرایط زیست پذیری در این منظومه مناسب به نظر می‌آید اما نمی‌توان از بروز پدیده‌ی قفل شدگی گرانشی در این سیاره چشم پوشی کرد – و همچون وضعیت ماه نسبت به زمین اما برای سیاره و ستاره مرکزی- تصویر زیر نمای شبیه سازی شده سیاره f است که همچون بسیاری دیگر از سیارت این مجموعه دچار قفل شدگی گرانشی شده‌اند.

پدیده قفل شدگی گرانشی چیست؟

پدیده‌ی قفل شدگی هنگامی روی می‌دهد که یک سیاره یا قمر به دلیل قرار گرفتن در فاصله نزدیک به منبع گرانشی خود – مانند سیاره بزرگتر یا ستاره مادر- چرخش وضعی و انتقالی کاملا مساوی پیدا می کند. به بیان ساده‌تر یک سمت سیاره یا قمر به سمت منبع گرانشی قفل می‌شود و طرف دیگر همیشه رو به فضا خواهد بود. همچون ماه که همیشه یک سمت آن رو به زمین است و پشت آن هیچ‌گاه دیده نمی‌شود.

    در این حالت یک سمت سیاره همیشه رو به ستاره‌ی خود خواهد ماند به طوری که خورشید هیچ گاه در آسمان سیاره طوع یا غروب نمی کند در سمت رو به خورشید  دمای به صورت وحشتناکی افزایش پیدا می‌کند. اما سمت پشتی سیاره که همیشه رو به فضاست به قدری سرد می‌شود  که دی‌اکسید کربن منجمد می‌شود و عملا انتظار زندگی را نباید داشت.

مطالعات تلسکوپ  فضایی اسپیتزر در هنگام عبور این سیاره از مقابل ستاره‌ی خود ( بروز پدیده‌ی گذر) حاکی از آن بود که در اتمسفر این سیاره بخار آب (یک گاز گلخانه‌ای ضعیف و پیش نیاز حیات) وجود دارد. این بدان معناست که اتمسفر این سیاره به وسیله‌ی آب و احتمالا دیگر‌ گاز‌های گلخانه‌ای گرم شده و به واسطه‌ی باد‌های بسیار شدید هوای گرم به سمت پشتی سیاره انتقال می‌دهند. در این دسته از سیارات فاصله‌ی ایمن از بروز پدیده ی جذر و مدی بیشتر از 0.4 AU است و به جز سیاره‌ی G این منظومه، همگی در شعاع قفل جذر و مدی هستند.

همچنین با توجه به پیش‌بینی‌ها، چرخه‌های آب‌های اقیانوسی همانند جریان گلف‌استریم در زمین، آب گرم را به مناطق مجاور یخچال‌ها در مناطق تاریک‌تر و سردتر برده و در موجب تعدیل آب و هوا در این بخش‌ها می‌گردد. از ترکیب این شرایط می‌توان انتظار داشت که مناسب‌ترین بخش سیاره برای حمایت از حیات – حداقل مشابه آنچه در زمین شاهد آن هستیم- در مناطقی باشد که خورشید همیشه نزدیک به افق و در حالت غروب قرار دارد.

 با این حال در رابطه با شرایط سطحی این سیارت به طور قطع نمی توان اظهار نظر نمود و نیازمند مطالعات بیشتری است. به خصوص که این منظومه سیارات نزدیک بهم دارد و هم خط شدن آنها در کنار یکدیگر ممکن است از تاثیر قفل گرانشی بکاهد. این مطلب را در کنار این نکته مهم قرار دهیم که احتمال حضور سیارت دورتر نیز همچنان وجود دارد.

همانطور که اشاره شد منظومه TRAPPIST-1   بسیار به خورشید نزدیک است و با توجه به فاصله‌ی حدود 39 سال نوری، در مقیاس کهکشانی جزو همسایگان منظومه شمسی محسوب می‌شود. در این مقیاس شاید بتوان از دیدگاه جالبتری در رابطه با سفر به این منظومه تصمیم‌گیری نمود!

کاوشگر افق‌های‌نو که با سرعت بی از 14 هزار کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کند بیش از 817 هزار سال زمان نیاز دارد تا به این منظومه برسد. این در حالی که کاموریت اکتشافی جونو به عنوان یکی از سریعترین ابزار‌های دست‌ساز بشر با سرعت ۲۶۵ هزار کیلومتر بر ساعت حدود 159 هزار سال در راه خواهد بود.

ویجر ۱ هم اکنون با سرعت ۶۱۴۷۶ کیلومتر بر ساعت در حال دور شدن از منظومه شمسشی‌ است. این فضاپیما به ۶۸۵ هزار سال زمان برای رسیدن به تراپیست-۱ احتیاج دارد. اما این کاوشگر ستاره ی دیگری به نام AC+793888  را در دستور کارش قرار داده که در فاصله 6/17 سال نوری از زمین واقع شده است و قرار است که این مسیر را در طی چهل هزار سال آینده طی کند.

شاید شگفت انگیرتر از تمامی این موارد سفر به منظومه‌ی TRAPPIST-1 در مدت کمتر از 200 سال باشد! پروژه‌ی "استارشات" که چندی پیش توسط استوین هاوکینگ مطرح شد و می تواند بر اساس پیش فرض‌ها، کاوشگر‌های لیزربنیان کوچکی را با سرعت باورنکردنی 216 میلیون کیلومتر در ساعت (4هزار برابر سریعتر از کاوشگر افق‌های نو)  به سمت این منظومه راهی کند. هرچند که این پروژه تنها بر روی کاغذ مطرح شده و هنوز در ابتدای راه است ... .

تنها تصور کنید که نشانه‌های امید بخشی از حیات در یک یا دو سیاره از این مجموعه کوچک پدیدار شده باشد. جهان هایی زیست پذیر با فاصله‌ی تنها چند صد هزار و یا چند میلیون کیلومتر از یکدیگر! شاید این منظومه تنها نمونه در نوع خود نباشد و مثال‌های دیگری از آن در نزدیکی ما وجود داشته باشد. اکتشافات سیارات فراخورشیدی هم اکنون در نخستین مراحل خود به سر می برد و کیهان باز هم شگفتی‌های دیگری را پیش روی ما قرار خواد داد.