زمین با بردباری تمام همواره پرتاب خشن ذرات از سطح خورشید را تحمل میکند. آیا ممکن است رفتاری مشابه توسط ستارههای منظومههای دور، شرایط حیات در سطح سیارات را دشوار کند؟
در صحرای «موجاویی» دو تلسکوپ غولپیکر فعالیت ستارههای دور را همواره زیر نظر دارند تا دیده شود که این ستارهها چه تأثیری بر شرایط حیات در سطح سیارات اطراف خود دارند. هر روز ذرات شارژدار ـ الکترون و پروتون و ذرات الفا دارای انرژی بین 1.5 تا 10 کیلوالکترون ولت – توسط طوفانهای خورشیدی به فضا پرتاب شده و شرایطی را به وجود میآورد که دانشمندان آن را «آب و هوای فضایی» مینامند. اما در مقایسه با پرشمارترین ستارهها – کوتولههای ام ـ در کهکشان راه شیری، خورشید ما آب و هوای ملایمتری دارد.
آیا میدانید تأثیر آب و هوای فضایی بر شرایط حیات در سطح یک سیاره چهگونه است؟
بادهای خورشید، زمین را هر روز با ذرات شارژدار بمباران میکند. اما وقتی گازهای پلازما ـ گاز داغ ـ در پدیدهیی به نام «فوران ماده از تاج» خورشید به فضا پرتاب میشود، به حدی خشن است که میتواند سفینههای فضایی به دور زمین و شبکههای برقرسانی در زمین را به شدت آسیب بزند.
اگر زمین میدان مغناطیسی نمیداشت، در آنصورت اثرات فوران ماده از تاج خورشید به مراتب خطرناکتر از امروز میبود. یعنی ذرات شارژدار در چند سال لایۀ ازون را محو و نابود میساخت و به سطح زمین میرسید. چون خورشید یک ستارۀ معمولی است، در سایر ستارههای خورشیدمانند نیز آب و هوای فضایی مشابه جریان دارد. اما ستارههای کوتوله ام که کوچکتر از خورشید ما هستند و به مراتب عمر طولانیتری دارند، آب و هوای عجیبی در اطرف خود ایجاد میکنند. کوتولۀ سرخ کوچکترین و سردترین ستاره در میان ستارههای رشتۀ اصلی است و در طول موج فروسرخ میتابد؛ به همین دلیل در شب دیده نمیشود. بر اساس تخمینها بیش از 70 درصد ستارههای کهکشان راه شیری را کوتولههای سرخ تشکیل داده و هر کوتولۀ سرخ حداقل یک سیاره به دور خود دارد. به علت کمنور بودن این ستارهها، انرژی کمتری برای عمل فوتوسنتز توسط گیاهان در سطح سیارات اطراف یک کوتولۀ سرخ لازم است. در ضمن آب هم نور سرخ و فروسرخ را بیشتر از دیگر طیفهای نور جذب میکند و در نهایت موجودات آبزی در این سیارات انرژی کافی ندارند.
بنابراین هر چند حیات در سطح یک سیاره به دور یک ستاره کوتوله ام مدت زمان بسیار طولانی برای تکامل دارد، اما آب و هوای خشن چنین شانسی را با صفر برابر میسازد. فوران ماده از تاج و پرتاب ناگهانی شعلههای داغ از سطح یک ستارۀ کوتولۀ سرخ، از جمله پدیدههایی اند که بر ایجاد آب و هوای خشن در اطراف سیارات به دور این ستارهها تأثیری بسیار منفی میگذارد. فوران ماده و شعلهها از سطح یک کوتولۀ سرخ که بیشتر در طول موج فروسرخ است، هزار بار انرژی بیشتری نسبت به فورانهای خورشیدی دارند. باز به دلیل کوچک و کمانرژی بودن یک کوتولۀ سرخ، اغلب سیارات چنین ستارههایی در فاصله بسیار نزدیک میچرخند و بیشتر در مدار خود قفل شده اند. یعنی یک شبانهروز در سطح یک سیارهیی که به دور یک کوتولۀ سرخ میچرخد، برابر با یک سال است و در نهایت، گرما در سطح چنین سیارهیی تا صدها درجه داغ میشود. بادهای بسیار شدیدی همواره از نیمۀ روشن چنین سیارهیی به سمت شب آن میوزد و گرما را با خود به سراسر سیاره پخش میکند.
در نیمۀ روشن این سیاره بارانهای سیلآسا همیشه در حال باریدن است. گیاهان یا درختان ریشههای بسیار عمیق و برگهای بسیار نرم دارند. حیوانات برای دیدن و ایجاد ارتباط به طول موج فروسرخ وابسته اند، زیرا ایجاد امواج صوتی یا بو در سیارهیی که همیشه تندباد میوزد اصلاً به درد ارتباطات نمیخورد. هرچند زندهگی در زیر آب جای مناسبی برای فرار از تندباد و تابش شعلههای فروسرخ میباشد، ولی تنها ساکنین آنجا پلانگتونهای سیاه و خزهها خواهند بود. تنها ویژهگی یا امتیاز برای حیات در سطح یک سیاره به دور یک کوتولۀ سرخ، مدت زمان بسیار طولانی آن است. پیدایش و تکامل موجودات هوشمند در سطح زمین 4.5 میلیارد سال را در بر گرفت و ایجاد شرایط مناسب برای حیات هم 500 میلیون سال دیگر زمان برد. اما حیات برای تکامل در سطح یک سیاره به دور یک کوتولۀ سرخ تا تریلیونها سال فرصت دارد، زیرا واکنش در هستۀ یک کوتولۀ سرخ بسیار به کندی رخ میدهد و در نهایت یک ستارۀ کوتولۀ سرخ تا تریلیونها سال میتابد. اما اگر این سیاره جرم یا وزن کافی داشته باشد تا بتواند اتموسفیری به دور خود ایجاد کند و در فاصلۀ مناسب ـ در منطقۀ حیات ـ به دور ستارۀ مادر در گردش باشد، در آن صورت شانس حیات در سطح چنین سیارهیی بسیار بالاست.
بر اساس محاسبات میزان منطقۀ حیات ـ فاصلۀ مناسب از یک ستاره که آب در آن محدوده به حالت مایع وجود داشته باشد ـ به دور ستارههای کوتولۀ سرخ با میزان یا وسعت منطقه حیات به دور ستارههای خورشیدمانند برابر است. اولین سیارۀ ابرزمین ـ سیارهیی که 3 تا 4 برابر زمین بود ـ در منطقۀ حیات به دور یک ستارۀ کوتولۀ سرخ به نام Gliese 581 کشف شد. این سیاره به نام Gliese 581g در مدار گردش به دور ستارۀ مادر، در محورش قفل شده و در نهایت همیشه با یک سمت به سوی ستارۀ مادر قرار دارد. به نظر میرسد این سیاره حدود 7 میلیارد سال عمر داشته و جرم کافی نیز برای ایجاد اتموسفیر به دور خود دارد.
تصویر هنری گلیس (Gliese 581g)
اخترشناسان برای درک بهتر آب و هوای فضایی در بیرون از منظومۀ شمسی و به خصوص به دور ستارههای کوتوله ام، 15 ستاره از این دست را به مدت شش ماه تماموقت از طریق آنتنهای رادیویی در رصدخانه رادیویی درۀ «آونز» در کالیفورنیا زیر نظر گرفته اند. در میان این 15 ستاره، 8 ستارۀ آن کوتولههای سرخ میباشند.
