تلسکوپ فضایی هابل، در جستجوی فرازمینی‌ها
مجله علمی ایلیاد - برنامه جستجوی حیات فرازمینی، به زودی یک راه میانبر را طی می‌کند. تلسکوپ فضایی هابل به شکلی برنامه‌ریزی شده، که در سال ۲۰۱۷ جستجویی چندصد ساعته را برای اکتشاف حیات اولیه در یک فهرست کوتاه از کاندیداهای مناسب، انجام دهد. این پروژه قصد دارد از جانشین هابل، یعنی تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST) نیز استفاده کند. جیمزوب که قرار است در سال ۲۰۱۸ راه اندازی شود، قدرتِ بی‌سابقه‌ای برای شناسایی جو سیارات دوردست دارد. گازهایی که دارای نشانه‌های حیات هستند به ما میگوید، این سیارات می‌توانند میزبان حیات و ارگانیسم‌های زنده باشند. رقابت برای تلسکوپ جیمز وب سخت است و زمان زیادی برای فرآیند یادگیری وجود ندارد.
این تلسکوپِ ۸ میلیارد دلاری قرار است حداقل پنج سال کار کند، اما اگر بخشی از آن خراب شود، قابل تعمیر نخواهد بود. به همین دلیل این مسئله، که تلسکوپ هابل زمینه فعالیت را برای جیمز وب آماده کند، از اهمیت بالایی برخوردار است. این فهرست فقط نقطه‌ای برای شروع است. به گفته محققانِ سیارات فراخورشیدی، اگرچه هنوز اعلام نشده ولی یک محدوده کاندیدای حیات، که برای این نوع مطالعه مناسب است، کشف شده و سیل بی امانی از اهداف جدید در سال ۲۰۱۸ و همزمان با آغاز مأموریت ماهواره‌ی بررسی سیارات عبوری (TESS) (بررسی سیاراتی که از جلوی ستاره خود عبور می‌کنند) پیش‌بینی می‌شود. در اینجا برنامه ماموریت هابل به طور مختصر شرح داده می‌شود.
دوره آموزشی:
یکی از رصدهای اولیه تلسکوپ فضایی جیمز وب احتمالأ شامل یک سیاره خوش‌رفتار است، تا توانایی تلسکوپ جدید را محک بزند. کوین استیونسون از دانشگاه شیکاگو میگوید: «این مجموعه عملیات آموزشی یک روش خوب برای بررسی این مسئله است». تیم اتیونسون امیدوار است با استفاده از هابل بتواند یک سیاره بی‌نقص را برای این عملیات آموزشی پیدا کند. اما این سیارات برای جستجوی حیات مناسب نیستند. آنها 12 سیاره داغ شبیه مشتری، یعنی غول‌های گازی نزدیک به ستاره‌های خود را انتخاب کردند. اما این سیارات با همان مشکلاتی مواجه هستند که شکارچیانِ حیات در سیارات سنگیِ معتدل انتظارش را دارند؛ مثلأ این مشکل که اگر سیاره خیلی ابری باشد چگونه مولکول‌های خاصی که به حیات زیستی مربوط هستند را شناسایی کنند و چه کاری باید انجام دهند.
اگزو ونوس:
هابل مطالعه بر روی سیاره‌ای به نام GJ 1132b را آغاز کرده است، سیاره‌ای که ۴۰ سال نوری با ما فاصله دارد و برای اولین بار در ماه می سال ۲۰۱۵ کشف شد. این سیاره به ستاره خود بسیار نزدیک است و به حدی داغ است که نمی‌تواند میزبان حیات باشد، اما می‌توانیم از آن برای تمرین اندازه‌گیری خصوصیات جَو یک سیاره استفاده کنیم. بسیاری از سیارات اولیه‌ای که تلسکوپ فضایی جیمز وب بررسی می‌کند، به دور ستاره‌هایی از رده M (ستارگانی با عمر طولانی) که کوتوله، خنک و کوچک هستند، میچرخند. اما باد‌های ستاره میزبان آنها می‌تواند اتمسفر سیارات را ضعیف کند.
مشاهدات زاک برتا-تامپسون در دانشگاه بولدر کلورادو در سال ۲۰۱۵ به این مسئله اشاره کرد که GJ 1132b با ابری از هیدروژن خنثی احاطه شده است، که نشانه‌ای مبنی بر از دست دادن گاز خود در فضا است. این فرآیند باعث می‌شود، سیارات غیر قابل سکونت شوند. مشاهداتِ دقیق‌تر سرعتِ ضعیف شدن جو آن سیاره را نشان می‌دهد و دانشمندان می‌توانند مولکول‌های ویژه سیارات را شناسایی کنند.
اَبَر زمین‌ها:
دو سیاره به نام‌های K2-18b و K2-3d که در مرحله دوم مأموریت کپلر کشف شدند، می‌توانند موارد ایده‌آلی باشند. هر دو به دور ستارگان درخشان و نزدیکشان میچرخند و می‌توانند اتمسفر آنها را مشخص کنند و برای اینکه میزبان آب مایع باشند در فاصله خوبی با ستاره خود قرار دارند. تنها چیزِ عجیب درباره این سیارات اندازه آنها است. هر دو سیاره اَبَرزمین هستند و از زمین بزرگترند. سیاره K2-3d، 1.6 برابرِ زمین و احتمالأ سنگی است؛ سیاره K2-18b نیز ۲۳ برابر زمین است و یک جَو متورم و ضخیم دارند.
هابل در سال ۲۰۱۷ پنج روز بر روی این سیارات تحقیق می‌کند. بیورن بنکه، از موسسه فناوری کالیفرنیا گفت که احتمالاً هر دو سیاره دارای اتمسفری غنی از هیدروژن هستند یا کاملأ با ابر پوشیده شدهاند. اما اگر اثرات مولکولی آب، متان یا آمونیاک در هر یک از سیارات مشاهده شود به این معنا است، که واقعأ شانس داریم به دنبال آثار حیات بگردیم. بنکه میگوید: «اگر نشانه‌ای از حیات پیدا کنیم، هیچ شکی نیست که آنگاه این جفت را با تلسکوپ جیمز وب بررسی خواهیم کرد.»
سه قلوها:
ستاره کوتوله بسیار خنکی به نام TRAPPIST-1 یک نرخ کاهش نور را از خود بروز داده است: سه سیاره خواهر، همگی با حدود ۲۰ درصد از اندازه زمین به دور آن میچرخند. در می سال 2016 اعلام شد، از میان این سه سیاره، یک یا دو عدد می‌توانند دارای آب باشند. تیم کاشف این سه قلوها، از تلسکوپ فضایی هابل استفاده کرد و در اواخر سال ۲۰۱۶ مشاهده کرد، که دو عدد از سیاره‌ها فاقد جوی ضخیم و متورم هستند؛ این مسئله نشان می‌دهد که آنها سیاراتی سنگی هستند. جولین د-ویت مدیر این پروژه در موسسه فناوری ماساچوت گفت که آنها در دسامبر و ژانویه دوباره از هابل استفاده می‌کنند تا ضخامت جَو را اندازه‌گیری کنند. یافته‌های آنها کمک می‌کند، تا برنامه مطالعه سه قلوها را در سال اولِ فعالیت تلسکوپ جیمز وب تنظیم کنند.
همسایه کناری:
هیچ سیاره‌ای به اندازه سیاره «پروکسیما-بی» که به ما بسیار نزدیک است، قابل سکونت نیست. پروکسیما-بی، یک سیاره به اندازه زمین است که در اطراف ستاره خود می‌چرخد. اما پروکسیما-بی دارای یک حرکت نزولی است، یعنی این سیاره هرگز از جلوی ستاره‌اش عبور نمی‌کند و این کار باعث می‌شود مطالعه آن دشوارتر شود. اما همه چیز از دست رفته نیست. ما می‌توانیم فازهای سیاره را بررسی کنیم. وقتی سیاره به دور ستاره‌اش می‌چرخد، این سیستم به صورت دقیقه‌ای تغییر می‌کند و ما می‌توانیم فازهای مختلفی از سیاره را رصد کنیم.
لورا کردبرگ در دانشگاه هاروارد گفت که اگر تلسکوپ فضایی جیمز وب گرمایی که از یک سَمت سیاره به سمت دیگر می‌رود را رصد کند، می‌تواند نشان دهد که این سیاره در نگاه اول دارای جو است. با گذشت چند ماه از مشاهده بوسیله جیمز وب می‌توان اوزون که علامت حیات احتمالی است را در جو آن سیاره تشخیص داد.
مشاهده ستارگان:
پیدا کردن یک کاندیدای خوب کار دشواری است، اما این فقط نیمی از کار است. اوگنیا شکولنیک در دانشگاه ایالتی آریزونا میگوید: «بستر همه چیز در جنبه‌های مختلف، حیات است. در مورد سیارات فراخورشیدی، این بستر ستاره است.»
شکولنیک سعی دارد یک هفته با استفاده از تلسکوپ هابل ستارگان کوتوله خنک و کوچک رده M را مشاهده کند، تا اثرات پنهانی، که حیات را بر روی سیارات دیگر شکل می‌دهد یا نشانه‌ای که شبیه علائم حیات باشد را شناسایی کند. سیاراتِ قابل سکونت در پیرامون ستارگان رده M همواره در معرض انفجارهای نامنظمِ اشعه ماوراء بنفش قرار دارند. اشعه ماوراء بنفش می‌تواند آب را نیز تجزیه کند و این اتفاق غلظت اکسیژن را افزایش می‌دهد، حتی بدون اینکه ارگانیسم‌های دیگر دخالتی داشته باشند. اشعه ماوراء بنفش به خودی خود برای حیات مضر است. بنابراین، دمای ستاره نقش کلیدی در تصمیم‌گیری برای مطالعه یک سیاره ایفا می‌کند.
نوشته: جوشوآ سوکول
ترجمه: مجله علمی ایلیاد