تلسکوپ فضایی جیمز وب در جستجوی حیات فرازمینی: آیا سیاره دیگری مثل زمین وجود دارد؟

اکنون مدت‌هاست که منجمان با تلسکوپ‌هی بزرگ زمینی و فضایی بیش از ۴۴۰۰ سیاره دیگر در منظومه‌های فراخورشیدی کشف کردند و هزاران ثبت احتمالی دیگر از سیارات فراخورشیدی نیز در انتظار تاییدند. احتمالا بیش از هزاران میلیارد سیاره در کهکشان ما وجود دارد، اما تقریبا چیز زیادی از آن‌ها نمی‌دانیم. حالا تلسکوپ فضایی جیمز وب که در اوایل ماه پرتاب شد، قرار است تا یک چهارم از سال اول فعالیتش و یا حتی بیشتر را صرف بررسی سیارات فراخورشیدی درون کهکشان راه شیری کند.

این تلسکوپ فضایی غول‌پیکر که به آینه‌های زنبوری طلایی‌اش معروف است، قرار است تا تصاویر بی‌نظیری از اعماق آسمان دریافت کند و اولین کهکشان‌های در حال شکل‌گیری را به ما نشان دهد. با این حال، بیشتر داده‌ها و اکتشافات علمی وب با تصاویر نجومی شگفت‌انگیز مثل تصاویر تلسکوپ فضایی هابل انجام نخواهد شد.

تلسکوپ فضایی وب با اسپکترومترهای خود درک ما از جهان‌های دوردست را متحول خواهد کرد و به ما درباره احتمال وجود حیاتی که می‌شناسیم، روی سیارات فراخورشیدی خواهد گفت. این اسپکترومترها فقط داده‌های دریافتی از سیارات فراخورشیدی را قبت می‌کنند و قابلیت ثبت هیچ تصویری را ندارند.

دیدن نادیده‌ها

معمول‌ترین نوع سیارات فراخورشیدی، ابرزمین‌ها (super-Earth) هستند که اندازه آن‌ها از زمین بزرگ‌تر است. برخی از این سیارات مثل Kepler-186f در کمربند حیات اطراف ستاره منظومه قرار دارند و آب مایع روی آن‌ها در جریان است. اما بیشتر آن‌ها مثل K2-131b به قدری به ستاره خود نزدیک‌اند که فلز روی سطح آن‌ها بخار می‌شود.

تا حالا ۱۵۰۰ ابرزمین کشف شده، اما آیا یکی از آن‌ها شرایطی مثل زمین دارد؟ باید گفت که هنوز حتی نمی‌داریم ین سیارات اتمسفر دارند یا خیر! اما تلسکوپ فضایی جیمز وب به ما در این مسیر کمک بسیاری خواهد کرد.

منجمان روش جالبی برای پیدا کردن سیارات فراخورشیدی دارند. آن‌ها با تلسکوپ‌ها به ستارگان نگاه می‌کنند و منتظر می‌مانند تا سیاره‌ای از مقابل آن ستاره عبور کند. با گذر سیاره، نور ستاره کم می‌شود و با اسپکترومتری نور دریافتی می‌توانند مواد تشکیل دهنده سیاره و حتی اتمسفر آن را تشخیص دهند. این روش در میان منجمان «اسپکتروسکوپی گذر» نام دارد.

اسپکترومترها نور دریافتی را پخش می‌کنند و با بررسی آن می‌توان نوع مواد تشکیل دهنده جسم را فهمید. روش کار آن بسیار ساده است. تمام مولکول‌ها نشانگری مثل اثرانگشت انسان‌ها دارند که وقتی نور به آن‌ها بتابد، بسته به جنسی که دارند طول موج خاصی را جذب و بقیه طول موج‌ها را بازتاب می کنند. حالا اگر نور دریافتی از جسم را در طیف کامل مرئی باز و آن را بررسی کنیم، می‌بینیم که برخی از طول موج‌ها وجود ندارد و به اندازه خط باریکی در طیف خالی است. این خطوط همان طول موج‌های جذب شده هستند و حالا با تعیین این طول موج‌ها می‌توان فهمید در جسم مورد نظر چه عنصری وجود داشته که این طول موج به خصوص را جذب کرده است.

حالا اسپکترومترهای تلسکوپ فضایی جیمز وب هم چنین کاری می کنند و با بررسی نوری که از اتمسفر سیارات فراخورشیدی رد شده و به ابزار علمی وب رسیده است، مولکول‌های داخل آن را تشخیص می‌دهد. اگر سیارات مورد نظر اندازه سیاره نپتون یا بزرگتر از آن باشند، وب می‌تواند از آن‌ها تصاویر واقعی ثبت کند. این سیارات نور بیشتری جذب می‌کنند که در طیف فروسرخ قرار دارد و وب می‌تواند به راحتی آن‌ها را تشیص دهد.

آیا حیات فرازمینی در این سیارات وجود دارد؟

تلسکوپ فضایی جیمز وب به ما کمک خواهد کرد که بفهمیم آیا سیاره ما نادر است یا هزاران سیاره دیگر مثل زمین در کمربند حیات منظومه خود قرار دارد و آب مایع روی آن جاری است؟ آیا سیارات گازی غول‌پیکری مثل مشتری و زحل وجود دارد که اتمسفر مشابهی داشته باشد؟

وب پاسخ تمام این سوالات را خواهد داد، اما تشخیص حیات روی سیاره‌ای که میلیاردها کیلومتر از ما دورتر است حتی برای تلسکوپی به عظمت وب کار سخت و پیچیده‌ای خواهد بود. اثبات اینکه واقعا حیات روی سیاره‌ای مثل زمین وجود دارد به عوامل زیادی مثل اتمسفر سیاره بستگی دارد. برای مثال ممکن است سیاره‌ای مملو از آب باشد، اما عصر یخبندان‌های طولانی روی آن رخ دهد و شانس بسیار کمی برای شکل‌گیری حیات روی آن وجود داشته باشد.

با این حال، وب می‌تواند شرایط سیاره‌ای را با جزئیات بالا در اختیار دانشمندان قرار دهد و ممکن است سیاره‌ای مشابه زمین پیدا کند که ارزش مطالعه بیشتری داشته باشد و تبدیل به اولویت منجمان شود. به علاوه، مطالعات وب می‌تواند تعیین‌کننده مسیر ماموریت‌های علمی تلسکوپ‌های فضایی قدرتمندتر در آینده باشد و تصویر واضحی از جهان‌های دیگر در منظومه‌های دیگر راه شیری به ما نشان دهد.