اگر مدار سیاره مشتری کمی تغییر می‌کرد، زمین می‌توانست سکونت‌پذیرتر باشد

تا جایی که می‌دانیم تنها یک دنیای سکونت‌پذیر برای حیات در جهان وجود دارد و آن دنیا، زمین ما است؛ بنابراین وقتی به سیاره‌های سکونت‌پذیر منظومه‌های سیاره‌ای دیگر در کهکشان نگاه می‌کنیم، زمین به‌عنوان الگویی بی‌نقص ظاهر می‌شود.

بااین‌حال براساس پژوهشی جدید، اگر مدار سیاره مشتری کمی تغییر می‌کرد، زمین می‌توانست بیش از این سکونت‌پذیر باشد. این پژوهش از این جهت حائز اهمیت است که تعداد زیادی اجرام و عناصر متحرک در منظومه شمسی وجود دارد و محاسبه‌ی تأثیر هرکدام بر سکونت‌پذیری زمین کاری بسیار دشوار است. همچنین این پژوهش می‌تواند به درک معیارهای لازم برای سکونت‌پذیری یک سیاره کمک کند. به گفته‌ی پام ورووت، دانشمند سیاره‌ای دانشگاه کالیفرنیا ریورساید:

اگر موقعیت سیاره مشتری به همین صورت باقی می‌ماند اما شکل مدار آن اندکی تغییر می‌کرد، شانس سکونت‌‌پذیری زمین افزایش می‌یافت. بسیاری متقاعد شده‌اند که زمین تجلی دنیایی سکونت‌پذیر است و هر تغییری در مدار مشتری می‌تواند به ضرر زمین باشد؛ اما ما نشان داده‌ایم این فرضیه‌ها اشتباه‌اند.

تصویری از نیم‌کره‌ی جنوبی طوفانی مشتری که کاوشگر جونو به ثبت رسانده است.

نتایج بررسی یادشده، با ارائه‌ی مجموعه‌ی جدیدی از پارامترها که می‌توان ازطریق آن‌ها به ارزیابی سکونت‌پذیری بالقوه پرداخت، مفاهیمی را برای جستجوی دنیاهای سکونت‌پذیری خارج از منظومه شمسی دارند. گرچه در حال حاضر هیچ ابزاری برای اندازه‌گیری دقیق سکونت‌پذیری سیاره‌های فراخورشیدی نداریم، دانشمندان شماری از جهان‌ها را شناسایی کرده‌اند که براساس برخی ویژگی‌هایشان، باید نگاهی دقیق‌تر به آن‌ها بیندازیم.

اولین خصوصیت، موقعیت قرارگیری سیاره فراخورشیدی نسبت به ستاره‌ی میزبان است. این موقعیت نه باید بسیار نزدیک نه بسیار دور باشد به گونه‌ای که آب مایع سطحی تبخیر یا منجمد نشود. دومین ویژگی، اندازه و جرم سیاره فراخورشیدی است. برای مثال آیا سیاره‌ مانند زمین، زهره یا مریخ سنگی است یا مانند مشتری، زحل یا اورانوس گازی؟

به نظر می‌رسد وجود غول گازی مشابه مشتری در یک منظومه‌ی ستاره‌ای، معیار خوبی برای سکونت‌پذیری سیاره باشد؛ اما این معیار با چالش‌هایی همراه است. در سال ۲۰۱۹، گروهی بین‌المللی از پژوهشگرها، مقاله‌ای را منتشر کردند که در آن براساس شبیه‌سازی‌ها نشان دادند تغییر مدار سیاره مشتری می‌تواند منظومه شمسی را ناپایدار کند. امروزه‌ شبیه‌سازی‌های بیشتر، دقیقاً خلاف مسئله‌ی فوق را نشان می‌دهند و همین نتایج به افزایش دقت بررسی مدار سیاره‌های غول گازی و مزیت یا عیب آن‌ها برای سکونت‌پذیری کمک می‌کنند.

انیمیشن ناسا مجموعه‌ای از گریز از مرکزهای مداری را نشان می‌دهند

پژوهش فوق مبتنی بر گریز از مرکز مدار سیاره مشتری است. این شاخص نشان می‌دهد مدار سیاره، کشیده‌شده یا بیضی شکل است. در حال حاضر، مشتری تنها دارای یک مدار تقریباً مدور است. بااین‌حال، اگر این مدار کشیده شود تأثیر چشمگیری بر دیگر نقاط منظومه شمسی خواهد داشت. دلیل این تأثیر زیاد این است که جرم مشتری ۲٫۵ برابر جرم کل دیگر سیاره‌های منظومه شمسی است.

درنتیجه با دستکاری گریز از مرکزیت مشتری، تأثیر گرانشی آن بر سیاره‌های دیگر چشمگیر خواهد بود. در چنین شرایطی، گریز از مرکز زمین هم افزایش می‌یابد که براساس یافته‌های پژوهشگرها، برخی بخش‌های زمین به خورشید نزدیک‌تر می‌شوند و به‌این‌ترتیب گرم شده و در محدوده‌ی سکونت‌پذیر قرار می‌گیرند.

اما اگر مشتری به خورشید نزدیک‌تر شود، سکونت‌پذیری زمین مختل خواهد شد؛ زیرا این اتفاق موجب می‌شود سیاره ما در محور چرخشی‌اش دچار انحراف بسیار بیشتر شود؛ خصوصیتی که تغییرات فصلی را در زمین به‌وجود می‌آورد. هرچقدر انحراف محوری بیشتر باشد، بخش‌های بیشتری از زمین منجمد می‌شوند و تغییرات فصلی شدیدتر خواهند بود. در این شرایط، یخ‌های دریایی زمستانی تا چهار برابر ناحیه‌ی فعلی گسترده‌ می‌شوند.

این نتایج بر منظومه‌های چندسیاره‌ای هم اعمال شدند تا سکونت‌پذیری احتمالی آ‌ن‌ها ارزیابی شوند؛ اما پژوهشگرها تأکید می‌کنند معیارهای زیادی بر حضور ما در این نقطه‌ی آبی کمرنگ تأثیر گذاشته‌اند معیارهای که اگر نبودند شاید ما هم روی زمین نبودیم؛ اما چه اتفاقی رخ می‌دهد اگر منظومه شمسی ثبات خود را از دست بدهد. استفان کین، اخترفیزیکدان دانشگاه کالیفرنیا ریورساید بر این باور است:

وجود آب سطحی، معیار بسیار ساده‌ای است و تأثیری بر شکل مدار سیاره یا تغییرات فصلی آن ندارد؛ بنابراین درک تأثیر سیاره مشتری بر اقلیم زمین به مرور زمان و تأثیر آن بر مدار آن در گذشته و آینده‌ی زمین ضروری است.

این پژوهش در مجله‌ی Astronomical منتشر شد است.