زمانی که کاپیتان جیمز کوک در سال 1770 راهی سفر اکتشافی مهمش به سوی جزایر اصلی اقیانوس آرام شد ـ که در نهایت استرالیا، نیوزیلاند و چندین جزیرۀ دیگر را کشف کرد ـ ما دقیقأ نمیدانستیم چه تعداد سیاره در منظومۀ شمسی ما وجود دارد. آن زمان فقط از وجود سیارات عطارد، زهره، زمین، مریخ، مشتری و زحل در منظومۀ شمسی آگاه بودیم.
بر اساس مدار سیارات به دور خورشید، اخترشناسان سدۀ هژده به کاری دست زدند که امروزه به نام رابطه «تیتوس ـ بوده» ـ قانونی که توسط یوهان تیتیوس و یوهان بوده برای تعیین فاصلۀ هر سیاره از خورشید وضع گردید ـ شناخته میشود. این یک رابطۀ تجربی ساده است که فاصله نسبی میان سیارات و خورشید را توضیح میدهد. این رابطه مدار یک سیاره در آنسوی سیاره زحل و یک سیاره دیگر در خلای موجود میان سیاره مریخ و مشتری را پیشبینی نمود.
در سال 1781، ویلیام هرشیل بدون اتکا به رابطۀ تیتیوس ـ بوده، سیاره اورانوس را کشف نمود، اما هرشیل اورانوس را دقیقأ در جایی کشف کرده بود که رابطۀ تیتوس – بوده آن را پیشبینی مینمود.
بعد از این موفقیت بزرگ، اخترشناسان در فاصلۀ میان سیارۀ مریخ و مشتری به جستوجوی سیارهیی آغاز کردند که رابطۀ تیتیوس ـ بوده مدار آن را پیشبینی کرده بود.
در سال 1801، جوزیپی پیازی اخترشناسی ایتالیایی، یک سیاره را در محل پیشبینی شده کشف نمود و نام آن را سرس گذاشت. بنابرین رابطه تیتیوس ـ بوده نقش برجستهیی در کشف سیارات منظومه شمسی داشته است.
اما وقتی در سال 1846 سیاره نپتون کشف شد، درست در همان نقطهیی قرار نداشت که رابطۀ تیتیوس ـ بوده آن را پیشبینی میکرد. طی چند سال بعد، چندین جرم کوچک دیگر در مدارهای میان سیاره مریخ و مشتری و درست در محل کشف سرس یافت شدند. اما این اجرام کوچک از موقف سیاره به موقف یک «سیارک» نزول کردند.
با این کشف رابطۀ تیتیوس ـ بوده اهمیت خود را از دست داد و درست شبیه اسب پیری که دیگر به درد تاختن نمیخورد، رها شد.
جستوجوی سیارات بیرونی
ناسا برای جستوجوی سیارات در بیرون از منظومۀ شمسی از تلسکوپ فضایی کیپلر بهره برد. طی چند سال گذشته تلسکوپ فضایی کیپلر توانسته هزاران سیاره و صدها منظومۀ سیارهیی (یک ستاره با چند سیاره) را کشف نماید.
خوب اگر رابطۀ تیتیوس ـ بوده در یافتن سیارات در منظومۀ شمسی مفید بود، شاید در پیشبینی سیارات دیگر منظومهها که توسط تلسکوپ فضایی کیپلر کشده شده، نیز مفید واقع شود.
تا کنون دانشمندان مأموریت کیپلر، صدها منظومۀ سیارهیی را بررسی کردند. آنها متوجه شدند که اکثر این منظومههای سیارهیی با رابطۀ تیتیوس ـ بوده جور میآیند.
حال دانشمندان فهمیده اند که این اسب پیر هنوز توان رفتن دارد و به کمک رابطۀ تقریبأ فراموش شده تیتیوس ـ بوده میتوانیم دورۀ گردش سیاراتی را که هنوز کشف نشده اند را پیش بینی کنیم.
محدودیت
سال گذشته دانشمندان از رابطۀ عمومی شده تیتیوس ـ بوده استفاده کردند تا 68 منظومه چند سیارهیی را که هر کدام چهار سیاره یا حتی بیشتر دارند، مورد بررسی قرار دهند. در نتیجه براساس رابطه تیتیوس – بوده، وجود چندین سیاره جدید در اکثر این منظومهها پیشبینی گردید. اما تا کنون تنها 5 درصد این پیشبینیها تایید شده است. شاید این درصد خیلی کمی باشد، اما تلسکوپ فضایی کیلپر نمیتواند سیارات کوچکی به اندازه زمین یا کوچکتر از آن را ببیند.
منطقه حیات به دور یک ستاره، درست به فاصلهیی گفته میشود که آب در آنجا به حالت مایع وجود داشته باشد. نتایج جدید نشان میدهد که به طور اوسط دو سیاره در منطقۀ حیات ستارههای دیگر وجود دارد.
تقریبأ همه سیارات کشف شده توسط تلسکوپ فضایی کیپلر بزرگتر از زمین اند و خیلی نزدیک به ستاره مادر قرار دارند. یعنی سطح خیلی از این سیارات بسیار داغ و شرایطی بسیار خشن دارند.
کیپلر نمیتواند سیاراتی را که خیلی از ستاره مادر دورند ببیند؛ یعنی سیاراتی که در کمربند حیات قرار دارند. استفاده از رابطه تیتیوس ـ بوده یک تکنیک غیر مستقیم و بحثبرانگیز است که میتوان بر اساس آن مشخص ساخت چه تعداد سیاره در منطقه حیات یک ستاره قرار دارد؟
چه تعداد سیاره با شرایط مناسب برای حیات؟
به گفته دانشمندان، تقریبأ یک یا دو سیاره در منطقه حیات به دور هر ستاره در چرخش است. خوب حالا تصور کنید با وجود 300 میلیارد ستاره تنها در کهکشان راه شیری باید بین 300 تا 600 میلیارد سیاره در منطقه حیات ستارههای این کهشکان باشد. در جهان قابل رویت کموبیش یکصد میلیارد کهکشان وجود دارد که هر کدامشان از صدها میلیارد ستاره تشکیل شده است. بنابرین در کیهان قابل رویت، به تعداد 1022 ستاره و در نهایت دوبرابر این تعداد سیاره میتواند در منطقه حیات هر ستاره وجود داشته باشد.
این قضیه یک ملاک واقعی برای رشد و تکامل در بیرون از منظومۀ شمسی است. البته همۀ سیاراتی که در کمربند حیات به دور دیگر ستارهها میچرخند آب ندارند و شاید هم سطح سنگییی مانند زمین نداشته باشند؛ ولی سهم کوچک (3 درصد) این سیارات میتواند شرایطی شبیه زمین را داشته باشد. با این جمعبندی و قبل از اینکه بیگانگان فضایی به سراغ ما بیایند، باید ناوگانی از سفینههای فضایی ساخت و مانند کاپیتان کوک به سوی این سیارات رفت.