چهارشنبه, ۲۴ شهریور ۱۴۰۰ ۱۱:۰۱ ۲۷
طبقه بندی: تازه ها
چچ
شراره های ستاره ای و نابودی حیات

شراره های ستاره ای و نابودی حیات

به لطف ماموریت های فضایی و رصدهای زمینی، تاکنون بیش از 4000 سیاره فراخورشیدی کشف شده است. سیارات فراخورشیدی به سیاراتی اطلاق می شود که در خارج از منظومه شمسی به دور ستاره میزبان خود می چرخند. اگرچه کشف این اجرام، دستاورد بسیار بزرگی برای ما محسوب می شود، اما این سوال همچنان پابرجاست که کدامیک از این سیارات فراخورشیدی، بهترین میزبان برای حیات مبتنی بر کربن مشابه آنچه بر روی زمین وجود دارد، می باشند؟

با توجه به توانایی های فعلی ما، امکان انتقال حیات از زمین به سیاره دیگر و مشاهده اینکه آیا این حیات بر روی سیاره مقصد، ادامه می یابد یا نابود می شود غیرممکن است. اما درعوض ما می توانیم با شبیه سازی محیط سیاره و انجام آزمایشات گوناگون بر این نمونه شبیه سازی، براساس دانشی که در مورد حیات بر روی سیاره خودمان داریم، به این سوال پاسخ بدهیم.



نوع ستاره میزبان، در یک منظومه ستاره ای، نقش مهمی را در محیط سیاره ایفا می کند. حدود 70 درصد از ستارگان کهکشان راه شیری از طبقه کوتوله های نوع M هستند که دارای جرم کم بوده و اغلب شراره های خورشیدی را تولید می کنند. این شراره ها با انفجارات پروتونهای پرانرژی همراه هستند.
بسیاری از سیارات فراخورشیدی با احتمال پشتیبانی حیات، در مدارهایی نزدیک به کوتوله های نوع M می چرخند. در چنین فاصله های نزدیکی، انفجارات پروتون های پرانرژی می توانند دوز تابشی روی سطح سیاره را افزایش دهند. برای پاسخ به این سوال که آیا این سیارات در چنین وضعیتی می توانند حیات را (به شکلی که بر روی زمین می شناسیم) در خود نگه دارند، باید اطمینان حاصل کنیم که میزان تابش این پرتوها از سوی ستاره میزبان، از میزان تابشی که موجب زنده ماندن موجوداتی همچون انسانها، گیاهان، اکستریموفیلها و دیگر شکل های حیات بر روی زمین می شود، تجاوز نکند.



اما چگونه ممکن است این سوال را پاسخ دهیم درحالیکه نمیتوانیم به آن سیارات به طور مستقیم دسترسی داشته باشیم؟

یک راه این است که زمین را به عنوان آزمایشگاه خود فرض کنیم و از چگونگی اندرکنش های بین پرتوهای ناشی از پروتونهای پرانرژی و زمین برای شبیه سازی نحوه اندرکنش این پرتوها با سایر سیارات استفاده کنیم. شما می توانید در وبسایتهای مرتبط با حوزه اقلیم فضایی، از رویدادهای انفجارات پروتونهای پرانرژی ناشی از خورشید مطلع شوید. زمانیکه بخشی از سطح خورشید، فوران میکند و حلقه هایی را در بالای سطح پدید می آورد، انفجاراتی از پروتونهای پرانرژی به فضا گسیل می شود. اگر این انفجارات دارای انرژی بسیار بالا و میدان مغناطیسی قوی باشند پس از ورود به زمین می توانند منجر به خسارات متعدد از جمله قطع برق شوند. هر یک از این رویدادهای ستاره ای، پروتونهایی با سطوح انرژی مختلف تولید می کنند بنابراین می توان از آنها برای مدلسازی موقعیتهای بالقوه مختلف استفاده کرد.
برای شبیه سازی اندرکنش بین انفجارات پروتونهای پرانرژی ستاره میزبان و سیاره، می بایست ویژگیهای اصلی سیاره را که بر تابش های روی سطح آن تاثیر می گذارند، درک کنیم. اولین ویژگی مهم، فاصله بین سیاره و ستاره میزبان یا شعاع مداری آن است. هرچه فاصله سیاره از ستاره میزبان کمتر باشد، بطور شدیدتری تحت تأثیر انفجارات پروتونی خواهد بود.
عامل مهم بعدی، اندازه و چگالی جو سیاره است، هرچه جو بزرگتر و چگالتر باشد، نفوذ پروتونهای پرانرژی و برخورد با سطح سیاره، کمتر خواهد بود. براساس شبیه سازی های انجام شده آرایش و ترکیبات اتمی جو، کمتر از چگالی آن، تاثیرگذار است و بنابراین ممکن است در شبیه سازی مورد توجه قرار نگیرد.
درنهایت میدان مغناطیسی سیاره نیز در کاهش تابش ناشی از رویدادهای مربوط به پروتونهای پرانرژی بسیار موثر است. هرچه میدان مغناطیسی یک سیاره قویتر باشد و فضای بیشتری را دربربگیرد، پروتونها، هنگام ورود به جو، نیروی بیشتری را از سوی سیاره متحمل می شوند و نمی توانند به سیاره نفوذ کنند. این نیرو که پروتونها را به فضای بیرون سیاره هدایت میکند، گشتاور مغناطیسی نامیده می شود و می توان آن را یکی از مهمترین عوامل محافظت از یک سیاره در برابر تابش دانست. به عنوان مثال اگر یک سیاره فقط دارای جو و فاقد میدان مغناطیسی فعال باشد، پروتونها در نهایت جو را از بین می برند و این سیاره را در معرض دوزهای مهلک تابش قرار می دهند.
هنگام شبیه سازی سیارات با استفاده از مدلهای ریاضی باید به این نکته توجه کرد که تمامی این انفجارات، تهدیدی برای حیات محسوب نمی شوند و هنگامی که این انفجارات پروتونی در ماکزیمم انرژی خود باشند می توانند برای حیات، خطر آفرین باشند.
با کشف سیارات فراخورشیدی بیشتر، دانشمندان در حال توسعه و بالابردن دقت تقریب های خود درخصوص میزان سکونت پذیری این سیارات هستند.


آدرس کوتاه شده: