توضیحات بیشتر با دکتر محمد حیدری ملایری، اخترفیزیک‏دان رصدخانه ‏ی پاریس:

محمد حیدری ملایری

اخترشناسان سازمان فضایی "ناسا" سیاره‏ای را کشف کرده‏ اند که به منظومه‏ ی خورشیدی تعلق ندارد. این‏گونه سیاره‏  ها که به گرد ستاره‏های دیگر می‏گردند، سیاره‏های "اُستر خورشیدی" (extrasolar) نام دارند. البته این نخستین‏ باری نیست که چنین سیاره‏ای کشف می‏شود. اخترشناسان تا کنون بیش از ۷۰۰ سیاره‏ ی اُسترخورشیدی کشف کرده‏اند.
می‏دانیم که هر ستاره‏ای یک خورشید است و خورشید ما ستاره‏ای است. قرن‏ها یکی از پرسش‏های بی ‏پاسخ بسیاری از اندیشمندان این بوده که آیا ستارگان سیاره دارند یا نه.
پاسخ به این پرسش، نه تنها برای اخترشناسی، بلکه برای جهان‏بینی و نگرش فلسفی انسان بسیار مهم است و می‏دانید که جردانو برونو را در سال ۱۶۰۰ در آتش سوزاندند، چون گفته بود که هریک از ستارگان خورشیدی است و به گرد آن‏ها سیاره‏ ها در گردش‏ اند. این حرف در آن زمان کفر شمرده می‏شد.
سرانجام در سال ۱۹۹۵، اخترشناسان توانستند برای نخستین بار، در فرانسه، وجود سیاره‏‏ای را به گرد ستاره ‏ی دیگری ثابت کنند. بیش از ۹۰درصد این ۷۰۰ سیاره‏‏ای که تاکنون کشف شده ‏اند، غول‏ پیکرند. مانند مشتری در منظومه ‏ی خورشیدی خودمان که جرم‏ اش ۳۰۰ برابر جرم زمین است. این سیاره‏ها از گاز تشکیل شده‏اند و برعکس زمین، سنگی نیستند. یعنی سطح ندارند. برخی از آن‏ها جرم‏شان حتی به ۲۰ برابر جرم مشتری می‏رسد.
این سیاره‏ ی جدید که "کِپلر ۲۲ب" (Kepler-22b) نامیده شده، از این لحاظ جالب است که جرم‏ اش بسیار نزدیک به جرم زمین است. به ‏طور دقیق، ۲/۴برابر جرم زمین. تا به ‏حال دو سیاره‏ ی دیگر با این ویژگی کشف شده ‏اند. منتها جالبی کپلر ۲۲ب در این است که مدارش در منطقه‏ ی زیست ‏پذیر ستاره‏ اش قرار دارد.

آقای دکتر حیدری ملایری، اشاره کردید به منطقه ‏ی زیست ‏پذیر؛ این یعنی چه و چطور یک سیاره می‏تواند در منطقه ‏ی زیست ‏پذیر قرار داشته باشد؟

منطقه ‏ی زیست‏ پذیر بخشی از ناحیه ‏ی پیرامونی ستاره است که در آن‏جا دما می‏تواند بین صفر و ۱۰۰درجه ‏ی سانتی‏گراد باشد. با این شرط، امکان دارد که در آن‏جا آب به صورت مایع وجود داشته باشد. چون بودن آب مایع در سطح سیاره‏، برای پیداش زیست، از آن نوع که ما در زمین خودمان می‏شناسیم، لازم است.
منطقه‏ ی زیست‏ پذیر بستگی دارد به تابندگی ستاره‏. هرچه ستاره‏ پرجرم‏تر باشد و انرژی تابشی بیشتری داشته باشد، مدار زیست ‏پذیر دورتر از ستاره قرار دارد و هرچه تابندگی ستاره کم‏تر باشد، منطقه‏ ی زیست‏ پذیر به ستاره نزدیک‏تر خواهد بود.
البته این تعریف منطقه ‏ی زیست‏ پذیر، بسیار تقریبی است. چون پیدایش زیست، هم‏چنین بستگی دارد به دما و جو سیاره. اگر جو گازکربنیک داشته باشد، دمای سیاره زیاد می‏شود و اوضاع برای پیدا شدن زیست مناسب نیست؛ مانند سیاره‏ ی زهره در منظومه‏ ی خورشیدی خودمان که تقریباً در منطقه‏ ی زیست‏ پذیر خورشید قرار دارد.
ستاره‏‏ ی کپلر۲۲ب کمی از خورشید کوچک‏تر است و انرژی تابشی کم‏تری دارد. بنابراین منطقه ‏ی زیست‏ پذیر به آن نزدیک‏تر است. این سیاره هر ۲۹۰ روز، یک‏بار ستاره‏اش را دور می‏زند. یعنی سال‏اش ۲۹۰ روز است.

آقای دکتر حیدری ملایری، آیا روی این سیاره زندگی هم وجود دارد؟ یا می‏تواند وجود داشته باشد؟

بنا بر محاسبه، مدار این سیاره باید در منطقه ‏ای باشد که دمای‏ش ۲۲ درجه‏ ی سانتی‏گراد است و همین نکته، این سیاره را بسیار جالب کرده است. ولی ما هیچ اطلاع دقیقی از این‏که این سیاره می‏تواند دربردارنده‏ ی زیست باشد یا نه، نداریم. حتی نمی‏دانیم که این سیاره جامد است یا گازی.
پی بردن به این‏که در آن‏جا زیست هست، کار آسانی نیست و شاید حالا حالاها ناممکن باشد. علت این است که این سیاره بسیار دور است. ۶۰۰ سال نوری از ما فاصله دارد. یعنی اگر ما بتوانیم پیامی رادیویی به کپلر۲۲ب بفرستیم، ۶۰۰ سال طول می‏کشد که پیام به آن‏جا برسد و اگر بلافاصله پاسخ بدهند، ۱۲۰۰ سال طول می‏کشد تا جواب سلام‏مان را دریافت کنیم.
اما جدی‏تر! پیش از همه چیز باید پی برد که آیا این سیاره جو دارد یا نه. منتها مطالعه ‏ی جو چنین سیاره ‏ای بسیار دشوار است. برای این کار، به تلسکوپی نیاز داریم که قطر‏ش ۵۰ تا ۸۰ متر باشد، یا تلسکوپی در مدار زمین، به قطر ۱۶ متر که هنوز داشتن چنین تلسکوپ‏ هایی به این زودی‏ها امکان‏ پذیر نیست.

Ce schéma compare notre système solaire à Kepler-22, un système astérisque contenant la 1ère planète en zone habitable découverte par la mission Kepler de la Nasa. Nasa

آقای دکتر حیدری ملایری، چگونه پژوهش‏گران ناسا توانسته ‏اند این سیاره را کشف کنند؟ فرمودید با تلسکوپ‏ هایی که الان وجود دارد، دیدن این سیاره امکان‏پذیر نیست؟ چگونه پژوهش‏گران ناسا توانسته ‏اند این سیاره را کشف کنند؟ با چه تلسکوپ‏هایی می‏شود چنین سیاراتی را مشاهده کرد؟

باید گفت که دیدن مستقیم این سیاره‏های "اُستر خورشیدی" حتی با بزرگ‏ترین تلسکوپ‏ها ممکن نیست. چون سیاره ‏ها بسیار دور و کوچک‏ اند و از خود نوری ندارند. بنابراین اخترشناسان با روش‏های نامستقیم به وجود آن‏ها پی می‏برند.
تاکنون اکثر این سیاره‏ ها را با نپاهش یا زیر نظر گرفتن حرکت ستاره ‏ی آن‏ها کشف کرده ‏اند. بدین ترتیب که نیروی گرانشی سیاره باعث می‏شود که در حرکت ستاره، یک رشته نوسان ضعیف به ‏وجود بیاید. اخترشناسان می‏توانند با روش‏هایی ویژه این نوسان‏ها را که اندازه‏ شان یکی دو متر در ثانیه است، ثبت کنند و به وجود سیاره و جرم‏اش پی ببرند.
فرض کنیم جاندرانی هوشمند که به گرد ستاره‏ای دیگر زندگی می‏کنند، بخواهند ببینند که آیا پیرامون خورشید سیاره‏ای هست یا نه؛ حرکت خورشید را زیر نظر می‏گیرند و اگر دقت دستگاه‏های نپاهش آن‏ها کافی باشد، خواهند دید که حرکت خورشید دارای تغییرهایی به اندازه‏ ی ۱۲ متر در ثانیه است. از این نتیجه می‏گیرند که باید به گرد خورشیدن سیاره‏ای وجود داشته باشد با جرم یک‏ هزارم جرم خورشید. یعنی سیاره‏ ی مشتری. چون این تغییر حرکت خورشید، زاییده‏ ی تأثیر گرانشی مشتری است که بزرگ‏ترین سیاره ی منظومه ‏ی خورشیدی است.
اما این سیاره ‏ی جدید کپلر۲۲ب را با روش دیگری کشف کرده ‏اند و آن اندازه‏ گیری نور ستاره است، وقتی سیاره از جلوی آن رد می‏شود یا گذر می‏کند. سیاره از خود نوری ندارد و وقتی بین ما و ستاره ‏اش قرار می‏گیرد، مانند لکه ‏ی کوچکی است که نور ستاره‏ اش را جذب می‏کند. از چگونگی کم شدن نور ستاره هنگام گذر، اندازه ی‏ کم شدن نور، و نیز مدت گذر (چه مدت طول می‏کشد) می‏توان به ویژگی‏ های سیاره پی برد.
البته این کم شدن نور بسیار ضعیف است و اندازه‏‏ گیری آن آسان نیست. مثل این می‏ماند که ما تهران باشیم و نورافکنی در شهری دیگر، در چندصد کیلومتری، و بخواهیم تغییر نور نورافکن را اندازه بگیریم، وقتی پروانه ‏ای از جلوی آن گذر می‏کند. این سیاره را به این روش کشف کرده اند. البته با به ‏کار بردن تلسکوپ فضایی کپلر.
سازمان ناسا در سال ۲۰۰۹ تلسکوپی را در مدار زمین قرار داد که کارش نپاهش گذر سیاره‏ها از جلوی ستاره ‏شان است. این تلسکوپ که به افتخار اخترشناس آلمانی، یوهانس کپلر، نامیده شده، بر خلاف تلسکوپ‏های دیگر، همه‏ ی آسمان را زیر نظر ندارد. نپاهش‏ هایش متمرکز شده در بخش کوچکی از آسمان، در ناحیه‏ای به قطر ۱۲ درجه؛ یعنی ۲۵ برابر قطر ماه. در حدود ۱۵۰‏‏‏هزار ستاره را زیر نظر دارد که بارها از آن‏ها عکس‏برداری می‏کند و نور این ستاره‏ها را تجزیه و تحلیل می‏کند.
در این ۱۶ ماه فعالیت تلسکوپ کپلر، بیش از دوهزار ستاره پیدا کرده ‏اند که می‏توانند سیاره داشته باشند و نپاهش‏‏ های آینده باید وجود آن‏ها را تایید کند.
می‏بینیم که در آینده‏ ی نزدیک شمار سیاره ‏های اُستر خورشیدی کشف شده، افزایش چشم‏گیری خواهد داشت. بسیاری از آن‏ها در منطقه‏ ی زیست‏ پذیر ستاره ‏شان قرار دارند و به احتمال زیاد، تعدادی از آن‏ها هم ‏جرم زمین خواهند بود و در فاصله ‏ی نزدیک‏تری به ما قرار خواهند داشت. ما تازه در آغاز پژوهش سیاره‏ های استرخورشیدی هستیم.

آقای دکتر حیدری ملایری، بدین ترتیب دانشمندان تا به ‏حال سه سیاره کشف کرده ‏اند که در آن‏ها پیدا کردن اثراتی از زیست امکان‏پذیر است. آیا به نظر شما، در آینده، بیش از پیش چنین سیاراتی کشف خواهند شد؟

در آینده حتماً سیاره‏ های بسیار بیشتری کشف خواهند شد که خصوصیتی شبیه خصوصیت‏ها و ویژگی‏های زمین خواهند داشت. اما این سه سیاره‏ای که که به آنها اشاره کردم، فقط جرم‏شان به اندازه ‏ی جرم زمین است. این سیاره ‏ها در منطقه ‏ی زیست‏ پذیر ستاره ‏شان قرار ندارند. این تفاوت هست. به استثنای سیاره‏ای که نزدیک‏تر از همه است، و در حدود سه سال نوری با ما فاصله دارد، آن دو سیاره ‏ی دیگر فاصله ‏شان بسیار زیاد است و همین مسئله را به ‏وجود می‏آورد که برای کپلر۲۲ب. بنابراین بسیار دشوار است پی بردن به وجود جو آن ها و تجزیه و تحلیل آن.