سیاره‌های ابرزمین بزرگ‌تر، رایج‌تر و سکونت‌پذیرتر از زمین هستند
ستاره‌شناسان امروزه به‌صورت منظم سیاره‌های فراخورشیدی را کشف می‌کنند. در تابستان ۲۰۲۲، گروهی از پژوهشگران که روی پروژه‌ی ماهواره‌ی نقشه‌برداری سیاره‌ی فراخورشیدی در حال گذار ناسا یا TESS کار می‌کنند، تعدادی سیاره‌ی جذاب را در کمربند حیات ستاره‌های دیگر کشف کردند.
یکی از سیاره‌های یادشده ۳۰ درصد بزرگ‌تر از زمین است و در کمتر از سه روز مدار ستاره‌ی خود را کامل می‌کند. سیاره‌ی دیگر ۷۰ درصد بزرگ‌تر از زمین است و احتمال دارد میزبان اقیانوسی عمیق باشد. این دو سیاره‌ی فراخورشیدی در دسته‌ی ابرزمین قرار می‌گیرند. این سیاره‌ها بزرگ‌تر از زمین و کوچک‌تر از غول‌های یخی مثل اورانوس و نپتون هستند.
کریس ایمپی، استاد نجوم دانشگاه آریزونا که هسته‌های یخی، کهکشان‌های دوردست، زیست‌اختر و سیاره‌های فراخورشیدی را بررسی می‌کند، به‌طوردقیق مشغول جست‌وجوی دنیاهای احتمالی میزبان حیات است.
در‌حال‌حاضر، زمین تنها سیاره‌ی میزبان حیات در کل جهان است؛ بنابراین، جست‌وجوی حیات در سیاره‌های مشابه زمین کاری منطقی است. همچنین، پژوهش‌ها نشان می‌دهند سیاره‌های ابرزمینی که به‌تازگی کشف شده‌اند، بهترین شانس برای جست‌وجوی حیات را فراهم می‌کنند.
سیاره‌ی ابرزمین به هر سیاره‌ی سنگی بزرگ‌تر از زمین و کوچک‌تر از نپتون گفته می‌شود
رایج و سهل‌الوصول
اغلب سیاره‌های ابرزمین در مدار کوتوله‌های سرد قرار دارند که جرمی کمتر از خورشید و عمری طولانی‌تر از آن دارند. به‌ازای هر ستاره‌ی مشابه خورشید، صدها ستاره‌ی کوتوله در جهان وجود دارند و ابرزمین‌ها تاکنون در مدار ۴۰ درصد از ستاره‌های کوتوله‌‌ی رصدشده، کشف شده‌اند. ستاره‌شناسان براساس این آمار تخمین می‌زنند که تنها در کهکشان راه شیری احتمالاً ده‌ها میلیارد سیاره از نوع ابرزمین در کمربند حیات ستاره‌ها وجود دارند.
کمربند حیات به محدوده‌ای از مدار یک ستاره گفته می‌شود که امکان جریان آب مایع سطحی روی سطح سیاره وجود دارد. ازآن‌‌‌جاکه کل حیات روی زمین به آب وابسته است، آب به‌عنوان عنصر حیاتی برای سکونت‌پذیری در نظر گرفته می‌شود.
براساس پیش‌بینی‌های فعلی، نزدیک به یک‌سوم کل سیاره‌های فراخورشیدی از نوع ابرزمین هستند و بدین‌ترتیب به رایج‌ترین نوع سیاره‌ی فراخورشیدی در راه شیری تبدیل می‌شوند. نزدیک‌ترین ابرزمین، تنها ۶ سال نوری از زمین فاصله دارد؛ بنابراین، شاید بتوان گفت منظومهی شمسی ما غیررایج است؛ زیرا سیاره‌ای ندارد که جرم آن بین جرم زمین و جرم نپتون باشد.
دلیل دیگر برای اینکه ابرزمین‌ها اهدافی ایدئال برای جست‌وجوی حیات هستند، این است که کشف و بررسی این سیاره‌ها آسانتر از سیاره‌هایی در ابعاد زمین است. ستاره‌شناسان از دو روش برای کشف سیاره‌های فراخورشیدی استفاده می‌کنند: در روش اول، اثر گرانشی یک سیاره بر ستاره‌ی میزبان را بررسی می‌کنند و در روش دوم، نوسان‌های کوتاه نور ستاره در حین عبور سیاره از مقابل آن بررسی می‌شوند. به‌کارگیری هر دو روش برای کشف سیاره‌های بزرگ‌تر آسانتر است.
اغلب سیاره‌های فراخورشیدی ازطریق نوسان‌های نوری ستاره‌ی میزبانشان کشف می‌شوند؛ درنتیجه کشف سیاره‌های بزرگ‌تر آسانتر است.
ابرزمین‌ها سکونت‌پذیری چشمگیری دارند
گوتفرید ویلهم لایبنیتز، فیلسوف آلمانی، بیش از ۳۰۰ سال پیش به این باور رسید که زمین بهترین گزینه از میان دنیاهای احتمالی است. اخترزیست‌شناسان مدرن فرضیه‌ی مشابهی را با این پرسش مطرح می‌کنند: چه عاملی سیاره را سکونت‌پذیر می‌سازد؟ براساس یافته‌ها، زمین لزوماً بهترین دنیای سکونت‌پذیر نیست.
به‌دلیل فعالیت‌های تکتونیکی زمین و تغییر در درخشش خورشید، اقلیم زمین به‌مرور از اقیانوس‌های داغ سوزان به اقیانوس‌های سرد سراسری تبدیل شد. زمین در بخش زیادی از تاریخ ۴/۵ میلیارد ساله‌ی خود برای انسان‌ها و دیگر موجودات زنده‌ی بزرگ سکونت‌ناپذیر بود. براساس شبیه‌سازی‌ها، حیات و سکونت‌پذیری زمین فقط به شانس وابسته بود. در‌واقع، انسان‌ها تنها به‌خاطر خوش‌شانسی زنده هستند.
پژوهشگران فهرستی از پیش‌نیازهای لازم برای حیات یک سیاره را ارائه دادند. این احتمال وجود دارد که سیاره‌های بزرگ‌تر از‌نظر زمین‌شناختی فعال باشند؛ خصوصیتی که به‌عقیده‌ی دانشمندان باعث ارتقای تکامل زیستی شد. بنابراین، اغلب سیاره‌های سکونت‌پذیر جرمی دو برابر جرم زمین دارند و بین ۲۰ تا ۳۰ درصد بزرگ‌تر از آن هستند.
احتمالاً سیاره‌های یادشده اقیانوس‌هایی دارند که از عمق کافی برای تکثیر حیات در بستر دریا و دمای میانگین ۲۵ درجه‌ی سانتی‌گراد برخوردارند. همچنین، ممکن است جوّ این سیاره‌ها از جوّ زمین ضخیم‌تر باشد و مانند پوششی عایق عمل کند. در‌نهایت، چنین سیاره‌ای باید در مدار ستاره‌ای کهن‌سال‌تر از خورشید قرار بگیرد تا از فرصت رشد حیات بهره‌مند شود و میدان مغناطیسی قوی داشته باشد که از آن دربرابر پرتوهای کیهانی محافظت کند.
به‌باور دانشمندان، ترکیب این مشخصات می‌توانند یک سیاره را به سیاره‌ای سکونت‌پذیر تبدیل کنند. براساس تعریف، سیاره‌های ابرزمین بسیاری از مشخصات سیاره‌ی سکونت‌پذیر را دارند. تاکنون، ستاره‌شناسان ده‌ها سیاره‌ی ابرزمین کشف کردند که از دیدگاه تئوری می‌توانند سکونت‌پذیرتر از زمین باشند.
به‌تازگی، یافته‌ی جذابی به مجموعه‌ی سیاره‌های سکونت‌پذیر اضافه شده است. ستاره‌شناسان سیاره‌هایی را کشف کرده‌اند که از منظومه‌های ستاره‌ای خود طرد شده‌اند و میلیاردها عدد از این سیاره‌ها در کهکشان راه شیری سرگردان‌اند. اگر سیاره‌ی ابرزمین از منظومهی ستاره‌ای خود دفع شود و جوّی غلیظ و سطحی آبی داشته باشد، می‌تواند حیات خود را تا ده‌ها میلیارد سال حفظ کند که بسیار طولانی‌تر از زمان حیات روی زمین قبل از مرگ خورشید است.
TOI-1452b یکی از ابرزمین‌هایی است که به‌تازگی کشف شده است. شاید این سیاره میزبان اقیانوسی عمیق باشد که از شرایط لازم برای رشد حیات برخوردار است.
کشف حیات روی ابرزمین‌ها
- اخترشناسان سیاره‌ای ظاهراً اقیانوسی را در فاصله ۱۰۰ سال نوری از زمین کشف کرده‌اند
- سیاره‌های ابرزمین سکونت‌پذیر، چقدر بزرگ می‌توانند باشند؟
ستاره‌شناسان برای کشف حیات روی سیاره‌های فراخورشیدی دوردست به‌دنبال آثار زیستی هستند. این آثار زیستی فراورده‌های زیستی قابل‌کشف در جوّ یک سیاره هستند. تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا پیش از کشف سیاره‌های فراخورشیدی طراحی شد؛ درنتیجه این تلسکوپ برای پژوهش‌های فراخورشیدی بهینه‌سازی نشده بود؛ اما این تلسکوپ می‌تواند بخشی از این پژوهش‌ها را انجام دهد و در اولین سال مأموریت خود، برای بررسی دو سیاره‌ی ابرزمین احتمالاً سکونت‌پذیر برنامه‌ریزی شد.
مجموعه‌ی بعدی ابرزمین‌ها با اقیانوس‌های عظیم در چند سال اخیر و تابستان امسال نیز سیاره‌های دیگری کشف شدند که اهداف جذابی برای جیمز وب به‌شمار می‌روند. بهترین فرصت جست‌وجوی علائم حیات در جوّ سیاره‌های فراخورشیدی با نسل بعدی تلسکوپ‌های عظیم زمینی میسر خواهد شد. این تلسکوپ‌ها عبارت‌اند از: تلسکوپ بسیار عظیم ۳۹ متری و تلسکوپ ۳۰ متری و تلسکوپ عظیم ۲۵.۴ متری ماژلان. این تلسکوپ‌ها در دست ساخت هستند و قرار است تا پایان دهه‌ی پیش رو به جمع‌آوری داده مشغول شوند.
ستاره‌شناسان می‌دانند مواد سازنده‌ی حیات در خارج از زمین وجود دارند؛ اما سیاره‌ی سکونت‌پذیر به‌معنی سیاره‌ی مسکونی نیست. تا زمانی‌که پژوهشگران شواهد حیات را در جایی غیر از زمین پیدا نکنند، این احتمال وجود دارد که حیات روی زمین، تنها تصادفی منحصر‌به‌فرد باشد.
بااین‌حال، دلایل دیگری وجود دارند که نشان می‌دهند چرا سیاره‌ای سکونت‌پذیر علائم حیات را در خود ندارد و ممکن است در سال‌های آینده ستاره‌شناسان با بررسی سیاره‌های ابرزمین هیچ‌چیز پیدا نکنند. در‌نهایت بشر به این نتیجه خواهد رسید که در جهانی به این عظمت تنها است.
