بوریس استرن،
وید علمی همکاران موسسه تحقیقات هسته ای RAS، سردبیر TrV-Nauka
«گزینه ترینیتی» شماره 7 (251)، 10 آوریل 2018

نزدیکترین سیاره به ما برای حیات زمینی کجاست؟ نویسنده این یادداشت در کتاب خود "Ark 47 Libra" آن را در فاصله 60 سال نوری قرار داده است. ارزیابی با استفاده از داده‌های کپلر انجام شد. معلوم شد که این مقدار بسیار بیش از حد برآورد شده است.

بنابراین، اریک پتیگورا، اندرو هاوارد و جف مارسی (اریک آ. پتیگورا، اندرو دبلیو. هاوارد، جفری دبلیو مارسی،) احتمال یافتن یک سیاره زمین مانند در اطراف ستاره ای خورشید مانند را در داده های کپلر اندازه گرفتند. رصدخانه فضایی طبق محاسبات آنها، این احتمال فقط حدود یک درصد است (شاید دو یا سه)، زیرا کپلر برای مدت کوتاهی تحت برنامه اصلی کار کرد تا با اطمینان سیگنال ضعیف را از سرزمین های دور جدا کند. بنابراین، سرزمین‌های بسیار دورتر از آنچه نویسنده اشاره کرده است وجود دارد و نزدیک‌ترین آن‌ها تنها 15 تا 17 سال نوری با ما فاصله دارد. سایر نویسندگان این ارزیابی را تأیید کردند و حتی اندکی آن را به سمت خوش بینی بیشتر حرکت دادند.

اما این سیاره دقیقا کجاست؟ همه ستارگانی مانند خورشید در چنین فاصله ای کاملاً با چشم غیرمسلح قابل مشاهده هستند و از دیرباز نامگذاری شده اند. کدام یک از آنها سیاره ای مناسب برای حیات زمینی دارد؟ آیا در آینده ای قابل پیش بینی می توانیم آن را پیدا کنیم؟

"اکنون، در حال حرکت در امتداد پرتو نور..."

به یاد بیاوریم که بیشتر سیارات فراخورشیدی به دو روش کشف شدند: روش سرعت شعاعی و روش گذر. روش اول - از نظر تاریخی اولین بود، زیرا اولین سیارات با کمک آن کشف شدند. در این مورد، محققان به دنبال نوسانات دوره ای ضعیف در سرعت ستاره در امتداد خط دید هستند: اگر سیاره ای به دور ستاره بچرخد، ستاره نیز به دور همان مرکز گرانش سیاره می چرخد. بنابراین، سرعت ستاره، که با تغییر داپلر خطوط طیفی اندازه‌گیری می‌شود، با چرخش سیاره تعدیل می‌شود.

هنگامی که اولین سیاره فراخورشیدی در سال 1995 در اطراف ستاره ای مانند خورشید کشف شد، حساسیت روش کمی بهتر از ده متر در ثانیه بود. با گذشت زمان، به یک متر در ثانیه رسید، حتی کمی بهتر. مشتری باعث می شود خورشید با سرعت 10 متر بر ثانیه حرکت کند که به راحتی قابل اندازه گیری است. سرعت زمین تنها 10 سانتی متر در ثانیه است که تشخیص آن با این روش غیرممکن به نظر می رسد.

روش دوم حساس تر است، اما بسیار انتخابی است. اگر خوش شانس باشید کار می کند: صفحه مدار سیاره باید از خط دید بین ناظر و ستاره عبور کند. سپس سیاره برای ناظر ما از قرص ستاره عبور می کند و کمی آن را گرفت. در این صورت به آن ترانزیت می گویند.

احتمال مربوط به زمین از دید ناظر دور 1/200 است. اگر سیاره به ستاره نزدیکتر باشد، احتمال آن بیشتر است: برابر است با نسبت شعاع ستاره به شعاع مدار. اما اگر خوش شانس باشید و سیاره در حال گذر باشد، از فواصل بسیار زیاد (تا دو هزار سال نوری) قابل مشاهده است، حتی اگر بزرگتر از زمین نباشد. زمین برای یک ناظر دور خورشید را فقط یک ده هزارم می‌گیرد، اما اگر منتظر چندین گرفت از این قبیل باشید، این مقدار کاملاً اندازه‌گیری می‌شود. علاوه بر این، امید به شناسایی اتمسفر در اطراف بسیاری از سیارات در حال عبور وجود دارد.

اما به یاد داشته باشیم که روش حمل و نقل تنها به صورت بسیار انتخابی کار می کند. نزدیکترین سیستمی که محققان به اندازه کافی خوش شانس یافتند، TRAPPIST-1 بود، یک ستاره کوتوله قرمز در فاصله 40 سال نوری از ما. در نزدیکی آن، 7 سیاره زمینی کشف شد که سه سیاره آن در منطقه قابل سکونت هستند. افسوس، یک کوتوله قرمز اصلاً یک ستاره دوستانه برای زندگی نیست (نگاه کنید به). اما این کشف هنوز هم دلگرم کننده است و نوید سیارات بسیار خوب و متفاوت را در مجاورت آن می دهد. اگر در مورد کوتوله های قرمز صحبت می کنیم، برای آنها روش سرعت شعاعی نیز می تواند سیارات کوچک را در منطقه قابل سکونت شناسایی کند. اولا، در این مورد، ستاره سبک تر است، و ثانیا، منطقه قابل سکونت بسیار باریک تر است، زیرا سیاره با سرعت بیشتری حرکت می کند. و این روش برای نزدیکترین ستاره - پروکسیما قنطورس - کار کرد. در سال 2016، کشف شد که سیاره ای با جرم نزدیک به زمین دارد که تقریباً به اندازه زمین گرما دریافت می کند.

افسوس، پروکسیما قنطورس همان کوتوله قرمز و بسیار فعال است: شعله های اشعه ایکس آن توسط رصدخانه های مداری ثبت شده است. در این مورد، نوسانات شعاعی در سرعت ستاره 1.7 ± متر بر ثانیه است، که چندین برابر بیشتر از سیاره ای شبیه به زمین در منطقه قابل سکونت یک ستاره خورشید مانند است. افسوس که چشم انداز حیات در چنین سیاره ای بسیار تیره و تار است.

به زودی آنها سیاره دیگری شبیه به زمین را در نزدیکی کوتوله قرمز راس 129 در فاصله 11 سال نوری از ما پیدا کردند. در این حالت ستاره از نظر شراره ساکت تر است، اما کوتوله قرمز خواص مضر دیگری نیز دارد.

کاملاً طبیعی است که اکتشافات بعدی سیارات فراخورشیدی با کوتوله های قرمز مرتبط باشد. علاوه بر این واقعیت که رصد سیارات آن‌ها آسان‌تر است، تعداد کوتوله‌های قرمز به نسبت ستاره‌های کلاس خورشیدی بیشتر است. به نظر می رسد که در آینده نزدیک مجموعه سیارات فراخورشیدی نزدیک و به احتمال زیاد بی حاصل در اطراف کوتوله های قرمز دوباره پر می شود و سیارات امیدوار کننده در جایی در فاصله صد سال نوری از ما پیدا می شوند. و زمین های مجاور مناسب برای سکونت تا زمان شروع زمان های بهتر نامشخص باقی خواهند ماند، زمانی که مردم ساختن را یاد می گیرند و قادر به تامین هزینه های تداخل سنج های فضایی خواهند بود.

"دانش به طرز وحشتناکی افزایش یافته است"

در همین حال، روش سرعت شعاعی ثابت نشد. اولاً تجهیزات تا حد زیادی بهبود یافت. یکی از بهترین ابزارها که مدتهاست به دقت 1 متر بر ثانیه دست یافته است، HARPS (جستجوگر سیاره با سرعت شعاعی با دقت بالا)، سالها در رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) مورد استفاده قرار گرفته است. این طیف سنج از سال 2002 کار می کند و همه چیزهایی که اندازه گیری می کند بایگانی می شود.

جستجو برای سیارات فراخورشیدی از دیرباز تا حد زیادی موضوع کاوش های آرشیوی بوده است. بنابراین، چندین سال پیش، گروهی از محققان انگلیسی و آمریکایی حمله ای را به نزدیکترین ستاره منفرد از نوع خورشیدی به ما آغاز کردند که توسط ویسوتسکی تجلیل شد و به یک الگوی رفتاری فرهنگی تبدیل شد - Tau Ceti. این خورشید کمی کوچکتر از خورشید (0.7 جرم و 0.5 درخشندگی)، کمی پیرتر (5.8 میلیارد سال، اما بیشتر عمر خواهد کرد) و آرامتر است. تائو سیتی هیچ سیاره غول پیکری ندارد، حداقل در مدارهایی با دوره مداری نه چندان طولانی.

این تیم از داده های آرشیو شده هارپس از سال 2002 تا 2013 استفاده کرد که در این مدت مشاهدات منظم Tau Ceti انجام شد. در طی این سالها 9000 طیف گرفته شد. این طیف های اصلی بایگانی نشدند، بلکه نتایج پردازش آنها، حاوی مقادیر سرعت شعاعی محاسبه شده در فواصل طیفی مختلف و همچنین اطلاعات اضافی مختلف بود. همانطور که قبلاً گفته شد، دقت روش حدود یک متر در ثانیه است، اما این در صورتی است که شما "سر به سر" عمل کنید. در واقع، دقت نه توسط طیف سنج، بلکه توسط "صدای" ستاره محدود می شود - جوشش، چرخش، شعله ور شدن و مانند آن.

اصلی‌ترین کاری که محققان موفق به انجام آن شدند این بود که این نویز را با استفاده از داده‌های آرشیوی به خوبی بررسی کردند و یک «مدل پس‌زمینه» (در دو نسخه) ایجاد کردند که به گفته نویسندگان، به آنها اجازه می‌دهد به دقت 20 سانتی‌متر بر ثانیه دست یابند. این در حال حاضر نزدیک به 10 سانتی متر بر ثانیه است، زمانی که زمین های واقعی شروع به جریان می کنند. با این حال، حتی در سطح 20 سانتی‌متر بر ثانیه نیز می‌تواند «سیاره‌های قابل سکونت» زیادی وجود داشته باشد و منظومه Tau Ceti دقیقاً چنین موردی است.

اولین نتایج دلگرم کننده در مورد Tau Ceti در سال 2013 به دست آمد. سپس در داده‌های بایگانی، آنها نشانی از 5 سیاره با جرم بیشتر از زمین پیدا کردند، اما نه آنقدر بزرگ که از کلاس زمین بپرند. دوره های گردش آنها طبق نتایج اولیه 14، 35، 94، 168 و 642 روز است. توده ها به خوبی تعیین نشده بودند؛ تنها چیزی که می شد با اطمینان گفت این بود که همه نامزدهای سیاره به طور قابل توجهی سنگین تر از زمین بودند.

از آن زمان، این تیم رشد کرده است، روش های پردازش داده ها بهبود یافته است و نتایج جدیدی از کار محققان در سال گذشته منتشر شد. وجود سیاراتی با دوره های 14، 35 و 94 روز تایید نشده است. اما وجود سیاراتی با دوره های 168 و 642 روزه در سطح بالاتری از اطمینان تأیید شد (دوره ها کمی جابجا شدند).

سیاراتی با دوره های جدید 20 و 49 روزه و همچنین با قابلیت اطمینان خوب پیدا شده اند. جرم سیارات بسیار بهتر تعیین می شود. درست است، تیم نه جرم، بلکه ترکیب را اندازه گیری می کند مگناه ( من)، جایی که من- زاویه بین محور مداری و خط دید، یعنی حداقل جرم. مقادیر حداقل جرم سیارات کشف شده به شرح زیر است: 1.7; 1.8; 3.9; 3.9 جرم زمین. محدوده خطاها از 0.3 تا 1.3 جرم زمین است.

آیا می توان این نتایج را کاملاً قابل اعتماد و قطعی دانست؟ اهمیت آماری دوره های فوق زیاد است، اما قله های قابل توجه دیگری در طیف توان منحنی نور Tau Ceti قابل مشاهده است. این در درجه اول به دلیل مشکل به اصطلاح "aliasing" است - به دلیل ماهیت گسسته مشاهدات، مصنوعاتی به وجود می آیند که سیگنال دوره ای را شبیه سازی می کنند. به عنوان مثال، یک پیک در 1000 روز نیز وجود دارد که نویسندگان مقاله آن را نام مستعار پیک 640 روزه می دانند. به طور کلی، کار محققان باید با داده های جدید ادامه یابد، اما امید به تایید وجود سیاراتی که در بالا توضیح داده شد بسیار زیاد است.

"آیا شرایط در Tau Ceti یکسان نیست؟"

شکل، منظومه های سیاره ای تائو سیتی و خورشید را در رابطه با منطقه قابل سکونت ستارگان نشان می دهد. منطقه قابل سکونت، البته، یک مفهوم نسبی است - آب و هوا در این سیاره به شدت به جو آن بستگی دارد. در اثر ذکر شده، بحث در مورد "قابلیت سکونت" سیارات به حداقل رسیده است. سیاره هتقریباً همان مقدار گرمای زهره را دریافت می کند (که ممکن است تا زمان وقوع فاجعه گلخانه ای قابل سکونت بوده باشد).

به نوبه خود، سیاره f- به اندازه مریخ (که احتمالاً تا زمانی که تقریباً تمام جو خود را از دست داده بود قابل سکونت بود). بین آنها، یک توده کوچکتر دیگر خود را نشان می دهد - آنگاه آن زمین شخصاً خواهد بود. آیا ارزش شرط بندی دارد؟ نمی‌دانم، اما در هر صورت زمان زیادی طول می‌کشد تا منتظر جواب باشیم.

سیاره ای که به احتمال زیاد از حیات پشتیبانی می کند f. چنین سیاره سنگینی باید جو نسبتاً غلیظی با اثر گلخانه ای داشته باشد که می تواند آن را مهمان نوازتر از مریخ اولیه کند که رودخانه هایی به دریاها می ریزد.

اما تاو سیتی یک وضعیت تشدید کننده نیز دارد، اگرچه به اندازه کوتوله های قرمز کشنده نیست. اندازه گیری های انجام شده توسط تداخل سنج زیر میلی متری ALMA نشان داد که گرد و غبار بسیار زیادی در اطراف ستاره وجود دارد - کمربند غبار از حدود 10-20 تا 60-70 واحد نجومی امتداد دارد. در آنجا مقدار گرد و غبار بیشتری نسبت به منظومه شمسی وجود دارد. گرد و غبار به خودی خود بی ضرر است، اما در جایی که وجود دارد، سیارک هایی وجود دارند که تعداد آنها نیز به طور قابل توجهی از ما بیشتر است. این تا حدودی شبیه کمربند کویپر ما است، فقط متراکم تر و نزدیک تر به ستاره.

تصویر ستاره Tau Ceti، سه سیاره قابل مشاهده، سیاره آبی در سمت راست، بالقوه قابل سکونت

ستاره‌شناسان چهار سیاره فراخورشیدی را کشف کرده‌اند که به دور تائو سیتی، یکی از نزدیک‌ترین سیاره‌ها به منظومه شمسی می‌چرخند، که دما و درخشندگی آن تقریباً برابر با خورشید است.

اگر سیاراتی وجود داشته باشد و یکی از آنها در فاصله مناسب از ستاره باشد، دمای متوسطی خواهد داشت و به آن اجازه می دهد اقیانوس هایی از آب مایع و حتی حیات داشته باشد. اما برای بسته بندی وسایل خود عجله نکنید، این کشف هنوز نیاز به تایید دارد.

این خورشید تنها 12 سال نوری از زمین فاصله دارد، یعنی تنها سه برابر نزدیک‌ترین خورشید به ما، آلفا قنطورس.

این ستاره آنقدر شبیه ستاره ما است که فرانک دریک، ستاره شناس، که مدت ها در جستجوی سیگنال های رادیویی از تمدن های احتمالی فرازمینی بود، آن را اولین هدف جستجوی خود در سال 1960 قرار داد.

بر خلاف اکثر ستارگان که کم نور، سرد و کوچک هستند،

Tau Ceti یک ستاره دنباله اصلی از نوع G زرد روشن است.

تنها یک ستاره از 25 ستاره می تواند از چنین ویژگی هایی ببالد. علاوه بر این، بر خلاف سیارات که از نوع G است و دارای سیارات است، تاو سیتی همراهی ندارد، بنابراین مدار سیارات تحت تأثیر گرانش قرار نخواهد گرفت.

سیارات فراخورشیدی کشف شد

اخترشناس Mikko Tuomi، از دانشگاه هرتفوردشایر در بریتانیا، و همکارانش بیش از 6000 رصد از تلسکوپ‌های شیلی، استرالیا و هاوایی را تجزیه و تحلیل کردند. محققان گزارش می دهند که تغییرات کوچک در حرکت ستاره نشان می دهد که ممکن است تحت تأثیر گرانشی پنج سیاره قرار داشته باشد که جرم آنها بین دو تا هفت جرم زمین است.

اگر این کشف تایید شود، هر پنج سیاره به ستاره خود نزدیکتر هستند، نزدیکتر از مریخ ما.

45 درصد کمتر از خورشید نور ساطع می کند، بنابراین هر سیاره گرمای کمتری نسبت به سیاره ای در همان فاصله در منظومه شمسی دریافت می کند.

دو سیاره درونی، که B، C نامگذاری شده‌اند، احتمالاً برای پشتیبانی از حیات بسیار داغ هستند. آنها به قدری نزدیک هستند که برای تکمیل یک چرخش به دور ستاره فقط به 14 و 35 روز زمان نیاز دارند.

سیاره سوم ممکن است شرایطی برای حیات داشته باشد، جرم آن حدود چهار برابر زمین است. اگر آنجا زندگی می کردید، خورشیدی زرد رنگ در آسمان می دیدید و سال شما 168 روز طول می کشید. این به این دلیل است که سیاره D تا حدودی نزدیکتر از زهره به ستاره خود قرار دارد و بنابراین سریعتر از چرخش زمین به دور خورشید می چرخد. چهارمین و بیرونی‌ترین سیاره که E نام دارد، هر 640 روز یک دور به دور خود می‌چرخد و کمی به ستاره‌اش نزدیک‌تر از مریخ به خورشید است.

هر چهار سیاره صخره ای هستند، اما تنها دو سیاره دورتر از تائو سیتی به طور بالقوه قابل سکونت هستند. در عین حال، احتمالاً آنها دائماً توسط دنباله دارها و سیارک ها بمباران می شوند، زیرا ستاره توسط قرصی از زباله های عظیم احاطه شده است.

آنها تقریباً دو برابر سن ما هستند.

بنابراین، یک سیاره مناسب باید زمان کافی برای توسعه حیات بسیار پیشرفته تر از سیاره ما داشته باشد. این ممکن است توضیح دهد که چرا هیچ کس از Tau Ceti هرگز با چنین موجودات ابتدایی مانند ما تماس نگرفته است)

صورت فلکی سیتوس در محل تلاقی نشانه های برج حمل و ثور قرار دارد. افرادی که به اندازه کافی خوش شانس هستند که بین 13 تا 26 آوریل متولد شده اند، می توانند خود را تحت علامت کیت بدانند. این صورت فلکی بیش از 170 ستاره دارد. ناظران آسمان می توانند به راحتی با چشم غیر مسلح این "غول" را در آسمان ببینند.

افسانه

صورت فلکی Cetus نام خود را از افسانه یونان باستان در مورد یک هیولای دریایی گرفته است. می توان گفت که ترکیب ستاره ها به طور مبهم شبیه نهنگی است که بشریت به دیدن آن عادت کرده است. بر اساس افسانه ها، پوزئیدون که از نافرمانی و غرور مردم تلخ شده بود، هیولای ناشناخته ای را به سوی آنها فرستاد که بدون ترحم و رحمت همه چیز را در سر راه خود قرار داد.

ملکه کاسیوپیا که از زیبایی دختر خود آندرومدا نابینا شده بود ، او را ستایش کرد و از این طریق ساکنان دنیای زیر آب - پوره های دریایی - را توهین کرد. پوزئیدون خشمگین به پدر دختر قیفئوس دستور داد تا تنها دخترش را به دست هیولا ببلعد تا جلوی حملات هیولای دریایی خشمگین را بگیرد. قیفئوس با اطاعت از اراده پوزئیدون، دخترش را به ساحل سنگی برد.

او را با زنجیر به سنگی بست تا دختر نتواند فرار کند و خواست خدا را برآورده کند. پرسئوس نجات زیبایی جوان شد. قهرمان با بیرون آوردن سر Gorgon Medusa از کیسه، آن را به سمت هیولای در حال نزدیک شدن نشانه رفت و از مرگ دختر جلوگیری کرد. نهنگ تبدیل به جزیره ای بزرگ در وسط دریا شد. در قدردانی از نجات معجزه آسا، آندرومدا همسر پرسئوس شد. پس از مرگ آنها، تمام قهرمانان افسانه به عنوان صورت فلکی معروف در آسمان جاودانه شدند.

موقعیت و تاریخچه

صورت فلکی Cetus که افسانه آن شگفت انگیز است، دارای موقعیت استوایی است که به اصطلاح "منطقه آبی" آسمان است. این ستاره باشکوه حدود 170 ستاره دارد. یکی در روشنایی و اندازه با دیگری متفاوت است. ستارگان می توانند ترکیب زیبای نورها را با چشم غیر مسلح مشاهده کنند. اما همه ستارگان را نمی توان با چشم انسان دید. با نگاه کردن به آسمان، حتی شمردن همه گونه های بهشتی غیرممکن است. تنها چهار نفر از آنها، درخشان ترین، نمایندگان یک شکل هندسی شگفت انگیز هستند که الگوی متمایز یک حیوان دریایی را ایجاد می کنند.

صورت فلکی Cetus اولین بار در قرن دوم توسط ستاره شناس معروف یونانی بطلمیوس کشف و نقشه برداری شد. ترکیب ستارگان به بهترین وجه در ماه اکتبر یا نوامبر، در مناطق مرکزی و جنوبی فدراسیون روسیه مشاهده می شود. اجسام آسمانی حوت و دلو به "هیولا" آسمانی نزدیک ترین هستند. ستارگان صورت فلکی معروف نیز شگفت انگیز هستند؛ هر کدام از آنها در نوع خود مشهور هستند.

ستاره ها

لازم به ذکر است که همه ستارگان صورت فلکی سیتوس در نگاه اول درخشان و قابل توجه نیستند. اما اخترشناسان به چند اجرام آسمانی جالب اشاره می کنند که در بین بقیه بیشتر از همه برجسته هستند.

• میرا یک ستاره دوگانه استنمایندگیغول قرمز و کوتوله سفید جرم آسمانی نام خود را از Janهولیا ، که ستاره را "شگفت انگیز" نامید.
• تاو سیتی. از نظر خصوصیات شبیه خورشید است. تفاوت جزئی این است که Tau Ceti کمی سردتر و از نظر اندازه کوچکتر است. دانشمندان حدس می زنند که به لطف اینبدن آسمانی،زندگی ممکن است در سیارات همسایه ایجاد شود. اما تاکنون هیچ تحقیقی در مورد این احتمال موفقیت آمیز نبوده است.
• دنب کایتوس . غول نارنجی که به طور فعال در حال تبدیل شدن به یک غول قرمز است. این ستاره درخشان ترین ستاره صورت فلکی است.
• منکر . کهن ترین از همه. او در آخرین مراحل زندگی خود است. در این مرحله، این جرم آسمانی لایه های بیرونی خود را می اندازد و یک سحابی ایجاد می کند. این غول قرمز به زودی به یک کوتوله سفید تبدیل خواهد شد.

علامت نهنگ

صورت فلکی "هیولا دریایی" از علامت برج حمل سرچشمه می گیرد و به آرامی به علامت ثور می ریزد. افرادی که در این تقاطع خارق‌العاده متولد شده‌اند، می‌توانند به راحتی خود را با این معنا شناسایی کنند. نهنگ نشان دهنده هرج و مرج و ویرانی است، اما در عین حال می تواند فضیلت و صلح طلب را تجسم کند. در طالع بینی، صورت فلکی Cetus نماد گذار و تغییر بنیادی است.

افرادی که تحت این علامت متولد شده اند، مردانگی، نترسی و توانایی های ماوراء طبیعی را نشان می دهند. به آنها قدرت عظیمی داده می شود - هم معنوی و هم