نجوم وفضا

اگرچه نظریه تشکیل سیارات، وجود سیارات سرگردان در کهکشان را پیش‌بینی کرده بود، اما هیچ‌کس فکر نمی‌کرد 400 میلیارد سیاره در اطراف ما سرگردان باشند که بسیاری از آنها بتوانند میزبان حیات باشند!

در کهکشان راه‌شیری، اجرامی به اندازه سیاره مشتری پراکنده‌اند که به نظر می‌رسد به جای یک ستاره، به دور هسته کهکشان می‌چرخند. این سیارات سرگردان، نادر و کم‌یاب هم نیستند و تعداد آنها در دریای میان‌ستاره‌ای کهکشان راه‌شیری دو برابر تعدادستارگان معمول است. 

به گزارش نیچر، دبرا فیشر،‌ ستاره‌شناس دانشگاه ییل در این‌باره می‌گوید: «این یافته بسیار جالبی است. اگر درست باشد، نشان می‌دهد که مفهوم شکل‌گیری سیارات بسیار عمیق است.»

دانشمندان برای یافتن این سیارات سرگردان، تلسکوپ‌های خود را به سمت برآمدگی مرکز کهکشان نشانه رفتند؛ کره‌ای به قطر 5هزار سال‌نوری مملو از ستارگان پیر که به دور مرکز کهکشان می‌چرخد. آن‌ها با استفاده از روشی به نام ریزهمگرایی گرانشی، 10 سیاره سرگردان با جرم معادل سیاره مشتری را شناسایی کرده‌اند که بسیار دورتر از ستاره‌های تابان در حرکتند. دانشمندان تعداد این سیارات سرگردان را بر اساس کارآمدی تکنیک آشکارسازی، احتمال رویداد ریزهمگرایی و نرخ نسبی همگرایی ناشی از ستارگان و سیارات تخمین زده‌اند که نشان می‌دهد ممکن است تا 400 میلیارد عدد از این سیارات سرگردان در کهکشان ما وجود داشته باشند.

فراوانی غیرمنتظره
به گفته تاکاهیرو سامی، اخترشناس و فیزیک‌دان دانشگاه اوزاکا در ژاپن و از محققین این مطالعه، تعداد تخمین‌زده شده برای این سیارات سرگردان او را شگفت‌زده کرده است. وجود سیاراتی که آزادانه در کهکشان شناور باشند، در تئوری شکل‌گیری سیارات پیش‌بینی شده بود، اما هیچ‌کس نمی‌دانست تعداد آن‌ها چه‌قدر می‌تواند باشد.

بر اساس فرضیه‌های موجود در مورد شکل‌گیری سیارات، سیارات سبک‌تر (کم‌جرم‌تر) با احتمال بالاتری از سیستم‌های شکل‌گیری سیاره‌ای به بیرون پرت می‌شوند، بنابراین، ممکن است سیارات سبک‌تر بسیار بیشتری در کهکشان رها شده باشند که به گفته فیشر،‌ احتمالا آن‌ها همه کهکشان را پر کرده‌اند.

ریزهمگرایی گرانشی که نمونه‌ای ضعیف از همگرایی گرانشی است، نخستین بار توسط آلبرت اینشتین در نظریه نسبیت عام پیش‌بینی شد. در این پدیده، نیروهای گرانشی می‌توانند همانند یک عدسی بزرگ، نور اجسام دور را تقویت کرده و باعث افزایش روشنایی آن اجسام شوند. وقتی سیاره‌ای از مقابل ستارگان دور عبور می‌کند، روشنایی ستارگان ناگهان افزایش می‌یابد و پس از مدتی کوتاه به حالت اول بازمی‌گردد. الگوی این تغییر روشنایی با چشمک زدن تصادفی متفاوت است و می‌توان با اندازه‌گیری طول مدت افزایش روشنایی و شدت افزایش، جرم سیاره مورد نظر را تعیین کرد. 

به نظر گرگوری لافلین، اخترشناس دانشگاه کالیفرنیا، این محققین موفق شده‌اند مطالعه خوبی را برای رد سایر احتمالات در مورد اجرامی که نور ستارگان را منحرف می‌کنند، انجام دهند؛ اما به اعتقاد وی، تخمین تعداد سیارات کم‌جرم و سرگردان بر پایه سیارات مشتری‌مانند بسیار دشوار است،‌ چون در این صورت چنان فرض شده که هر دو گروه با مکانیسمی مشابهی با سیاراتی که در اطراف خود می‌شناسیم، تولید شده‌اند. وی می‌افزاید: «اما من فکر می‌کنم که ما باید بین مکانیسم‌های شکل‌گیری سیارات تفاوت قایل شویم. البته این تنها یک فرضیه است.»

زندگی در جریان
دیوید استیونسون، اخترشناس کالتک (انستیتو فناوری کالیفرنیا) این نکته را مد نظر قرار داده که چه‌طور می‌توان دمای سیارات سرگردان را با سیاراتی که به یک سیستم خورشیدی تعلق دارند مقایسه کرد. اگر سیاره مشتری از منظومه خورشیدی ما به بیرون پرتاب شود، دمای سطح آن تنها به اندازه 15 درجه کلوین کاهش می‌یابد و البته همچنان برای حیات نامناسب باقی خواهد ماند. اما وقتی شما یک سیاره با چنین جرمی را از سیستم خورشیدی خارج کنید، احتمالا همراه با خود اجرام در حال گردش دیگری را هم خارج خواهد کرد. استیونسون می‌گوید: «این احتمال جذاب‌تری برای وجود حیات است.»

به گفته استیونسون، سیاراتی در اندازه زمین که در کهکشان آزادانه شناورند همچنان می‌توانند دارای آب مایع باشند، حتی اگر در فضای بین ستاره‌ای یخ‌زده باشند، زیرا همچنان می‌توانند اتمسفری هیدروژنی داشته باشند که گرما را در خود به دام می‌اندازد. بدین ترتیب دمای سطح چنین سیاراتی می‌تواند به 300 کلوین معادل 27 درجه سانتی‌گراد برسد و این به معنی امکان وجود اقیانوس آب مایع بر سطح آنهاست.

دیوید بنت، اخترشناس و فیزیک‌دان دانشگاه نوتردام در ایندیانا، از محققین این مطالعه است و با این فرضیه که ممکن است روی سیارات سرگردان در کهکشان حیات وجود داشته باشد موافق است. به گفته وی،‌ گام‌های بعدی در این مطالعه، تایید عدم وجود ستارگان میزبان و گشتن به دنبال اطلاعات تازه و ردی از سیارات کوچک‌تر مثلا با جرمی معادل نپتون (15 برابر سنگین‌تر از زمین) خواهد بود.

در آینده، شاید بتوان سیارات در اندازه زمین را با استفاده از تلسکوپ دید-باز فروسرخ ناسا (WFIRST)  پیدا و شناسایی کرد. این تلسکوپ فضایی می‌تواند تغییرات درخشندگی ناشی از سیاره‌های با جرم کم‌تر را سریع‌تر تشخیص بدهد. شاید شناسایی سیارات سرگردانی که در اندازه زمین هستند،‌ پر از شگفتی باشد.