سیارات فراخورشیدی یخی، اقیانوس‌های زیرسطحی دارند

به گزارش gsxr و به نقل از ایندیپندنت، لوجندرا اوجا، سرپرست این تحقیقات و یکی از دانشمندان دانشگاه راتگرز، می‌گوید: «ما می‌دانیم که وجود آب مایع برای شکل‌گیری حیات ضروری است. پژوهش ما نشان می‌دهد که این آب ممکن است در جاهایی پیدا شود که ما چندان به آن توجه نکرده‌ایم.» به گفته او، این موضوع باعث می‌شود که بخت ما برای یافتن محیط‌های مساعد حیات به‌طور قابل‌توجهی بیشتر شود.

اوجا و همکارانش دریافتند که حتی سیارات فراخورشیدی با سطوح یخ‌زده نیز ممکن است اقیانوس‌های زیرسطحی از آب مایع داشته باشند.

او می‌گوید: «پیش‌ از اینکه ما شروع کنیم این آب زیرسطحی را بررسی کنیم، تخمین زده می‌شد که در هر ۱۰۰ ستاره، تقریبا یک سیاره سنگی دارای آب مایع وجود داشته باشد. اما مدل جدید نشان می‌دهد که اگر شرایط مناسب باشد، این میزان می‌تواند به یک سیاره در هر ستاره برسد. از این‌رو، احتمال یافتن آب مایع، ۱۰۰ برابر بیش از آن است که فکر می‌کردیم.»

اوجا می‌افزاید از آنجایی که در حدود ۱۰۰ میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری وجود دارد، این نشان‌دهنده وجود بخت بسیار خوبی برای وجود حیات در سایر نقاط گیتی است.

سیارات یخی چگونه می‌توانند آب مایع را نگه دارند؟
پژوهشگران، سیاراتی را که پیرامون متداول‌ترین نوع ستارگان در کهکشان ما یافت می‌شوند، یعنی کوتوله‌های سرخ که کوچک‌تر و سرد‌تر از خورشیدند، بررسی کردند. کوتوله‌های سرخ که به‌عنوان کوتوله‌های نوع «اِم» نیز شناخته می‌شوند، حدود ۷۰ درصد از ستارگان راه شیری را تشکیل می‌دهند و ستارگانی به شمار می‌روند که اغلب سیارات سنگی زمین‌-مانند در اطراف آن‌ها پیدا شده‌اند.

این تیم پژوهشی، در کار خود دو روش را در نظر گرفت که در آن‌ها سیاره‌های سنگی با پوسته یخی می‌توانند از پایین گرم شوند و این به آن‌ها امکان می‌دهد آب مایع زیرسطحی را حفظ کنند. اولین مورد از چنین سیاراتی، خود زمین ما است.

به گفته اوجا، در حال حاضر، بخت با ما زمینی‌ها یار است چرا که به‌قدر کافی در اتمسفر خود گازهای گلخانه‌ای داریم تا آب مایع روی سطح پایدار بماند. با این‌ حال، اگر زمین گازهای گلخانه‌ای خود را از دست بدهد، میانگین دمای سطح زمین پایین می‌آید و به منفی ۱۸ درجه سانتی‌گراد می‌رسد و در این صورت، بیشتر آب‌های مایع سطحی کاملا یخ می‌زنند. درواقع چند میلیارد سال پیش، چنین چیزی در سیاره ما اتفاق افتاد و آب‌های مایع سطحی به‌طور کامل یخ زدند. با این‌ حال، این به معنای آن نیست که آب در همه جای سیاره کاملا به حالت جامد درآمده بود.

آب مایع در آن دوره از تاریخ زمین با گرم شدن در اثر رادیواکتیویته موجود در اعماق سیاره حفظ شد. به گفته او، حرارت ناشی از رادیواکتیویته در اعماق زمین، می‌تواند آب را به‌قدری گرم کند که به شکل مایع بماند.

حتی امروز نیز ما شاهد وقوع این اتفاق در مکان‌هایی ازجمله قطب جنوب و قطب شمال کانادا هستیم، مکان‌هایی که در آن‌ها با وجود دمای پایین، دریاچه‌های زیرزمینی بزرگی از آب مایع وجود دارد که در اثر گرمای تولیدشده از رادیواکتیویته حفظ شده‌اند.

اوجا می‌گوید شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهند گرمایش از طریق رادیواکتیویته ممکن است در حال حاضر در نزدیکی قطب جنوب مریخ نیز اتفاق بیفتد.

او می‌افزاید «ما امکان تولید و حفظ آب مایع را در سیارات فراخورشیدی که به دور کوتوله‌های رده «اِم» می‌چرخند، تنها با در نظر گرفتن حرارت تولیدشده خود آن سیاره‌ها، مدل‌سازی کردیم. ما دریافتیم که وقتی احتمال مایع ماندن آب در اثر حرارت رادیواکتیویته را در نظر بگیریم، این امکان وجود دارد که درصد بالایی از این سیارات فراخورشیدی بتوانند گرمای کافی برای حفظ آب مایع داشته باشند – خیلی بیشتر از آنچه تاکنون تصور می‌کردیم».

یکی دیگر از سازوکارهای احتمالی گرمایش که ممکن است به حفظ آب مایع در زیر پوسته سیاره‌ای منجمد کمک کند، به گمان این گروه تحقیقاتی، اثر گرانشی یک جرم بزرگ‌تر بر روی یک سیاره فراخورشیدی است.

این موضوع سبب می‌شود که درون یک سیاره یخ‌زده متلاطم شود. چنین اثری در جاهای دیگر منظومه شمسی نیز مشاهده شده است.

اوجا با اشاره به قمرهای یخی مشتری و زحل خاطرنشان کرد: «برخی از قمرهای موجود در سیارات منظومه شمسی، به‌عنوان‌ مثال قمر اروپا یا انسلادوس، با وجود آنکه سطح آن‌ها کاملا یخ‌زده است، منابع قابل‌توجهی آب مایع زیرسطحی دارند.»

او می‌گوید این موضوع به این دلیل است که درون این قمرها دائما در اثر گرانش سیارات بزرگی چون سیارات زحل و مشتری که این قمرها به دور آن‌ها می‌گردند، متلاطم می‌شوند. چیزی شبیه به اثر ماه بر جزر و مد روی زمین اما بسیار قوی‌تر از آن.

این اثر نه‌تنها قمر اروپا و انسلادوس را به‌عنوان گزینه‌های اصلی برای یافتن حیات در سایر نقاط منظومه شمسی تبدیل کرده است، بلکه نشانه‌ای است برای اینکه به‌احتمال وجود حیات در سیاراتی که به دور ستارگان دیگر می‌گردند نیز بیندیشیم.

ناسا به‌زودی دست‌کم یک سیاره یخی را، البته در محدوده منظومه شمسی، بررسی خواهد کرد: کاوشگر «اروپا کلیپر» ناسا قرار است در سال ۲۰۲۴ به سمت منظومه‌های قمری مشتری پرتاب شود و شش سال بعد به آن برسد.

آبل مندز، مدیر آزمایشگاه زیست‌پذیری سیاره‌ای در دانشگاه پورتوریکو، که خود در این پژوهش مشارکت نداشت، این یافته‌ها را بسیار مهم ارزیابی می‌کند.

مندز می‌گوید امید به وجود اقیانوس‌هایی که در زیر ورقه‌های یخی پنهان شده‌اند، احتمال این را که سیارات زیست‌پذیری در کهکشان ما وجود داشته باشد بیشتر می‌کند. چالش عمده در این راه، ابداع روش‌هایی برای کشف این مکان‌های زیست‌پذیر با تلسکوپ‌های آینده است. پژوهش‌ این تیم تحقیقاتی اخیرا در مجله «نیچر» منتشر شده و اوجا آن را در همایش ژئوشیمی گلداشمیت در لیون فرانسه که حد فاصل روزهای یکشنبه ۹ تا ۱۴ ژوئیه برگزار شد، ارائه کرده است.