اخبار سیارات فراخورشیدی!

[mahdavi3d 14,067]

آیا ما تنها تمدن در جهان هستیم؟

 

تصویر ۱: چپ: چگالی شکل‌گیری سیارات زمین-مانند برحسب جرم کهکشان و زمان کیهانی. منحنی‌ها محل
شکل‌گیری ۵۰ و ۹۰ درصد همه‌ی سیارات را نشان می‌دهند. علامت دایره و نقطه نشان‌دهنده جرم و سن
راه‌شیری در زمان شکل‌گیری منظومه‌ی شمسی است. راست: مانند چپ، اما برای سیارات غول‌پیکر.
برای اندازه بزرگتر اینجا کلیک کنید

 

بررسی‌ها اولیه‌ی تاریخچه‌ی شکل‌گیری سیارات در کیهان نشان می‌دهد که زمین پس از ۷۵-۸۰ درصد سیارات مشابهش به وجود آمده است. اکنون به واسطه‌ی کشفیات فضاپیمای کپلر دانش ما درباره‌ی شکل‌گیری سیارات و وابستگی آن به جرم و فراوانی فلزی ستاره‌ی مادر بیشتر شده است. در این مقاله، مولفان مدل‌های شکل‌گیری سیارات را با مدل‌های شکل‌گیری کهکشانی ترکیب کرده‌اند تا تاریخ شکل‌گیری سیارات زمین-مانند و سیارات غول‌پیکر را در کهکشان راه‌شیری و در کل کیهان به دست آورند.

شکل‌گیری سیارات به جرم ستاره‌ی مادرشان بستگی دارد. ستاره‌های یک کهکشان توزیع جرمی تقریبا ثابتی دارند. بنابراین آهنگ شکل‌گیری سیارات در یک کهکشان به آهنگ ستاره‌زایی در آن کهکشان وابسته است، که البته با تابعی از فراوانی فلزی ستاره‌ها تعدیل می‌شود. مدلی که در این مقاله استفاده شده است، آهنگ شکل‌گیری سیارات را بر حسب آهنگ ستاره‌زایی کهکشان، تابعی توانی از فراوانی فلزی گازی در کهکشان، و میانگین تعداد سیارات برای یک ستاره محاسبه می‌کند.

 

تصویر ۲: بالا: نمودار همه‌ی سیارات زمین-مانند و غول‌پیکری که در راه‌شیری به وجود آمده‌اند، بر حسب زمان.
نقطه‌چین عمودی زمانی را نشان می‌دهد که زمین به وجود آمده است. پایین: آهنگ شکل‌گیری سیارات در
راه‌شیری بر حسب زمان کیهانی.

 

تصویر یک، میانگین چگالی شکل‌گیری سیارات زمین‌-مانند (چپ) و سیارات غول‌پیکر (راست) را بر حسب تابعی از سن کیهان و جرم ستاره‌ای کهکشان نشان می‌دهد. چگالی شکل‌گیری سیارات از حاصل‌ضرب آهنگ شکل‌گیری سیارات در چگالی حجمی کهکشان‌ها به دست می‌آید. سیارات غول‌پیکر به علت وابستگی به فراوانی فلزی ستاره دیرتر از سیارات زمین-مانند شکل می‌گیرند. صرف نظر از نوع سیاره، جرم کهکشان‌ها در زمانی که سیارات در آن‌ها شروع به شکل‌گیری می‌کنند حدود ۱۰ به توان ۱۰.۵ جرم خورشیدی است. سیارات غول‌پیکر در کهکشان‌های کم‌جرم‌تر نادرتر از سیارات زمین-مانند هستند. بنابر این نتایج پیش‌بینی می‌شود که حدود ۱۰ به توان ۲۰ سیاره‌ی زمین-مانند در حجم کیهان کنونی ما وجود داشته باشد.

آهنگ و تاریخچه‌ی شکل‌گیری سیارات در کهکشان راه شیری در تصویر دو نشان داده شده است. این تصویر نشان می‌دهد که زمین دیرتر از حدود ۸۰ درصد سیارات مشابهش که در حال حاضر در راه‌شیری (و کیهان) هستند به وجود آمده است. همچنین دیده می‌شود که آهنگ شکل‌گیری سیارات زمین‌-مانند از انتقال‌به‌سرخ ۲ و سیارات غول‌پیکر از انتقال‌به‌سرخ ۱ رو به افول بوده است، که عمدتا به علت افول آهنگ ستاره‌زایی در این کهکشان‌ها است. از طرف دیگر با در نظر گرفتن ادامه یافتن ستاره‌زایی، زمین پیش از ۹۲ درصد کل سیارات مشابهی که در آینده در کیهان به وجود خواهند آمد، شکل گرفته است.

 

تصویر ۳: توزیع احتمال تعداد کل سیاراتی در کیهان که دارای تمدن هستند. برای توضیح بیشتر به متن رجوع
کنید. برای اندازه بزرگتر اینجا کلیک کنید

 

معادله‌ی معروف درِیک (۱) که تعداد تمدن‌های هوشمندی را که توانایی برقراری ارتباط دارند محاسبه می‌کند، به غیردقیق بودن معروف است. حاصل این معادله از احتمال ۰/۰۰۰۰۱ وجود تمدن به ازای هر سیاره‌ی قابل زیست تا احتمال‌های بسیار کمتر تغییر می‌کند. ترکیب این معادله با محاسبات این مقاله در مورد تعداد سیارات زمین-مانند، به ما می‌گوید که بین یک تا ۱۰ به توان ۱۵ تمدن در کیهان و یک تا ۱۰ به توان ۴ تمدن در راه‌شیری در حال حاضر وجود دارد. تابع احتمال تعداد کل سیاراتی که تمدن دارند در شکل سه نشان داده شده است.

در شکل سه، با در نظر گرفتن اینکه زمین پیش از ۹۲ درصد کل سیارات مشابهش در آینده به وجود آمده، تصور شده است که زمین اولین، دهمین، و یا صدمین سیاره‌ای در کیهان باشد که تمدن دارد. سپس با این پیش فرض‌ها نمودار احتمال تعداد کل سیارات با تمدنی که در کیهان وجود خواهند داشت کشیده شده است. حتی برای محافظه‌کارانه‌ترین مدل‌ (این که زمین اولین سیاره‌ای باشد که تمدن دارد) بسیار نامحتمل (کمتر از ۸ درصد) است که ما تنها تمدنی باشیم که کیهان تا ابد خواهد داشت (این احتمال با نمودار مشکی نشان داده شده است). نمودارهای آبی و قرمز نشان می‌دهند که با بالا بردن تعداد سیارات اولیه‌ای که تمدن داشته‌اند، احتمال اینکه تعداد بیشتری تمدن در حال حاضر در کیهان باشند نیز بیشتر می‌شود. نمودار قرمز نشان می‌دهد که اگر زمین دهمین سیاره‌ی با تمدن باشد، بیش از ۱۰۰ سیاره با تمدن در کیهان خواهد بود و نمودار آبی می‌گوید که با فرض اینکه زمین صدمین سیاره‌ی با تمدن باشد بیش از ۱۰۰۰ تمدن وجود خواهد داشت. بنابر این محاسبات، احتمال اینکه ما تنها تمدن در کل کیهان باشیم بسیار ناچیز است!

(۱) Drake Equation

عنوان اصلی مقاله: On The History and Future of Cosmic Planet Formation
نویسندگان: Behroozi, Peter; Peeples, Molly
این مقاله برای چاپ در نشریه‌ی MNRAS پذیرفته شده است.
لینک مقاله‌‌ی اصلی: http://arxiv.org/abs/1508.01202

۲۵ مرداد ۱۳۹۴
گردآوری: آیرین شیوایی
منتشر شده در: اسطرلاب

[mahdavi3d 14,067]

اکسیژن نشانه قطعی زندگی روی سیاره های بیگانه نیست

جو زمین دارای اکسیژن است زیرا گیاهان به طور پیوسته این عنصر را از راه فرایند نورساخت (فتوسنتز) تولید می کنند. این فراوانی ذخیره ی اکسیژن به گونه های زیستی، مانند جانوران امکان پیدایش و رشد می دهد. از همین روست که اکسیژن به عنوان یک نشانه ی اصلی زندگی بر روی سیاره های فراخورشیدی در نظر گرفته شده.

ولی اکنون دو دانشمند ژاپنی به نام های نوریو ناریتا و شیگه یوکی ماسااوکا از بنیاد NINS ژاپن، انگاره ی تازه ای ارایه کرده اند که بر پایه ی آن، سیاره ها می توانند ذخیره های بزرگی از اکسیژن غیرزیستی (abiotic)، یعنی اکسیژنی که توسط جانداران تولید نشده را داشته باشند. این بررسی نمونه ی خوبی از پژوهش های میان-رشته ای است که برای پیشرفت اخترزیست شناسی در جستجوی زندگی روی سیاره های فراخورشیدی، دانسته های زمینه های گوناگون دانش را با هم می آمیزد.

جزییات این پژوهش در شماره ی ۱۰ سپتامبر ۲۰۱۵ ساینتیفیک ریپورتز منتشر شده است.

اکسیژن غیرزیستی می تواند از آب در حضور اکسید تیتانیوم و یک پذیرنده ی الکترون در نور فرابنفش نیز تولید شود.
این گزارش نشان می دهد که این واکنش نور-فروکافتی (photocatalytic) می تواند به مقدار کافی اکسیژن
غیرزیستی برای سیاره های زیست پذیرِ فراخورشیدی فراهمسازد. برای اندازه بزرگتر اینجا کلیک کنید.

 

تاکنون باور بر این بوده که اگر یک سیاره اکسیژن داشته باشد، معنایش اینست که گونه هایی از گیاه در آن سیاره در حال تولید اکسیژن از راه نورساخت (فتوسنتز) هستند. بنابراین گمان می رفت که اگر بخواهیم به دنبال نشانه های زندگی روی فراسیاره های زیست پذیر باشیم، تنها کافیست اکسیژن را در جو آن شناسایی کنیم و در واقع وجود اکسیژن در جو، می تواند به عنوان یک زیست‌نشانگر یا بیومارکرِ قطعی پنداشته شود. ولی [واقعیت اینست که] واکنش های شیمیایی غیرزیستی هم می توانند بر همنهش (ترکیب) جو سیاره های فراخورشیدی تاثیر بگذارند.

اکنون این گروه پژوهشی به رهبری دکتر ناریتا نشان داده که اکسیژن غیرزیستی می تواند از آب در حضور اکسید تیتانیوم (تیتانیا) و یک پذیرنده ی الکترون در نور فرابنفش نیز تولید شود (واکنش نور-فروکافتی یا photocatalytic). در واقع، اکسید تیتانیوم به یک کاتالیزور برای تجزیه ی آب توسط نور فرابنفش تبدیل می شود. بر پایه ی گزارش آن ها، از آنجایی که اکسید تیتانیوم روی برخی اجرام و سیاره های سنگی یافته شده، اکسیژن غیرزیستی تولید شده در واکنش نور-فروکافتی اکسید تیتانیوم را نمی توان نادیده گرفت.

برای یک سیاره که محیطی مانند سامانه ی زمین-خورشید دارد، واکنش نور-فروکافتی پیوسته ی اکسید تیتانیوم روی حدود ۰.۰۵% از سطح سیاره می تواند به تولید مقدار اکسیژنی هم ارز مقدار اکسیژن درون جو زمین بیانجامد. این دانشمندان همچنین میزان تولید اکسیژن ممکن برای سیاره های زیست پذیر پیرامون گونه های دیگری از ستاره ی میزبان با جرم ها و دماهای گوناگون را نیز برآورد کردند. آنان دریافتند که حتی در پایین ترین مورد تولید کارآمدِ یک ستاره ی کم-دما، واکنش نور-فروکافتی اکسید تیتانیوم روی حدود ۳% سطح سیاره هم می تواند این میزان اکسیژن جوی را از راه فرآیندهای غیرزیستی فراهم کند. به بیان دیگر، این امکان هست که یک سیاره ی فراخورشیدی زیست پذیر حتی بدونِ داشتن جاندارانی که فرایند نورساخت (فتوسنتز) را انجام دهند هم بتواند دارای جَوی با اکسیژنی هم اندازه ی جو زمین باشد.

دکتر ناریتا می گوید: «ما برای جستجوی زندگی روی سیاره های فراخوارشیدی از راه مشاهدات اخترشناسی نیاز به این داریم که آگاهی هایمان در زمینه های گوناگون دانش را با هم بیامیزیم و پژوهش های اخترزیست شناختی را گسترش دهیم تا بتوانیم نشانه های قطعی زندگی را بیابیم. اگرچه اکسیژن هنوز یکی از زیست‌نشانگرهای احتمالی است، ولی لازم است با توجه به پژوهش کنونی، به دنبال زیست‌نشانگرهای دیگری به جز اکسیژن هم باشیم.»

۷/۰۱/۱۳۹۴
منبع: sciencedaily
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
 
 
نیتروژن می تواند راهنمای یافتن زندگی روی سیاره های بیگانه باشد

* ردیابی نیتروژنِ جو زمین از فاصله ی ۱۷ میلیون مایلی توسط یکی از فضاپیماهای ناسا به اخترشناسان سرنخ های تازه ای درباره ی ردیابی این گاز در سیاره های دوردست داده، چیزی که می تواند به جستجوی زندگی فرازمینی کمک کند.

یافتن و اندازه گیری نیتروژن در جو یک فراسیاره -سیاره ای بیرون از سامانه ی خورشیدی- می تواند کلیدی برای تعیین زیست پذیری احتمالی آن سیاره باشد. دلیلش اینست که نیتروژن می تواند سرنخ هایی درباره ی فشار سطح سیاره به ما بدهد. اگر نیتروژن فراوانی در جو یک سیاره یافته شود، آن سیاره تقریبا صد در صد فشار مناسب برای پایدار نگه داشتن آب مایع روی سطحش را خواهد داشت. آب مایع هم که یکی پیش نیازهای ضروری برای زندگی است [البته زندگی از گونه ی زمینی-م].

اگر زندگی به راستی روی یک فراسیاره وجود داشته باشد، یافتن نیتروژن به همراه اکسیژن می تواند احتمال غیرزیستی بودن آن اکسیژن را رد کرده و به اخترشناسان امکان دهد که "زیستی" بودنش را تعیین کنند. [یعنی می توانند تا اندازه ای مطمئن شوند که گونه ای موجود زنده آن اکسیژن را تولید کرده.]
 

زمین و ماه از چشم فضاپیمای برخورد ژرف در ماموریت EPOXI.
بیشتر بخوانید: * فیلمی که از فاصله ۵۰ میلیون کیلومتری از زمین و ماه گرفته شد

 

مشکل اینجاست که ردیابی نیتروژن از راه دور دشوار است. نیتروژن را اغلب به نام "گاز نادیدنی" (گاز نامریی) می خوانند زیرا در طیف دیدنی یا فروسرخ، چندان نور را تغییر نمی دهد و همین دیدنش را سخت کرده. بهترین راه برای دیدن نیتروژن در یک جو دوردست، سنجش برخورد مولکول های نیتروژن با یکدیگر است. "جفت های برخوردی" نیتروژن که در زمانی کوتاه و به طور گذرا ساخته می شوند، یک شناسه ی طیفی ویژه و شناسایی پذیر به وجود می آورند.

بر پایه ی پژوهشنامه ای که توسط ادوارد شویترمن، دانشجوی دکترای دانشگاه واشنگتن، با همکاری استاد اخترشناسی، ویکتوریا میدوز و نویسندگانی دیگر نوشته و روز ۲۸ اوت در آستروفیزیکال جورنال منتشر شده، یک تلسکوپ بزرگ با ابزارهای مناسب در آینده می تواند این شناسه ی ویژه را در جو سیاره های سنگی بیابد. این پژوهشگران از داده های مدل سازی سه بعدی که در آزمایشگاه سیاره ایِ مجازیِ دانشگاه واشنگتن (VPL) به دست آمده بود بهره گرفتند تا ببینند شناسه های طیفی برخورد مولکول های نیتروژن در جو زمین چگونه دیده می شود، و سپس نتیجه ی به دست آمده را با چیزی که فضاپیمای ناسا از زمین دیده بود مقایسه کردند. این فضاپیما که برخورد ژرف یا Deep Impact نام داشت، در سال ۲۰۰۵ راهی فضا شده بود.

"برخورد ژرف" در بخشی از ماموریت خود به نام EPOXI، به مشاهده ی زمین و بررسی ویژگی های آن از راه دور پرداخت، به گونه ای که انگار زمین یک فراسیاره باشد. پژوهشگران با مقایسه ی داده های واقعی ماموریت EPOXI و داده های شبیه سازی از مدل های VPL توانستند شناسه های برخورد نیتروژن در جو سیاره‌مان را ببینند و چیزی که یک بیننده ی فرازمینی می بایست از زمین ببیند را تایید کنند. شویترمن می گوید: «یکی از پیام های اصلی VPL اینست که همیشه پیش از آن که بتوانیم آگاهی هایمان برای بررسی یک فراسیاره ی احتمالا زمین-سان را برون‎یابی کنیم، نیاز به معتبر ساختن یک اندیشه داریم (یک اثبات مفهوم). برای همین است که بررسی زمین در نقش یک فراسیاره بسیار مهم است-- ما توانستیم این اندیشه را اعتبار ببخشیم که نیتروژن می تواند اثری روی طیف زمین پدید بیاورد که از چشم یک بیننده ی دوردست آشکارپذیر باشد. این به ما می گوید که جستجویش در جاهای دیگر هم ارزش دارد.»

پژوهشگران با بهره از این تاییدیه و به کار بردن مجموعه ای از مدل های VPL، ظاهر سیاره های فراخورشیدی را با در نظر گرفتن مقادیر گوناگون نیتروژن در جَو آن ها شبیه سازی کردند. به نوشته ی این پژوهشگران، شناسایی نیتروژن به اخترشناسان کمک خواهد کرد تا ویژگی های جو سیاره هایی که توان زیست پذیری دارند را مشخص کنند و احتمال تولید اکسیژن از راه فرآیندهای غیرزیستی در آن ها را تعیین نمایند.

شویترمن می گوید: «یکی از نتیجه های هیجان انگیز پژوهش ما اینست که اساسا اگر به اندازه ی کافی نیتروژنی وجود داشته باشد که بشود شناساییش کرد، پس حتما فشار سطح برای پایدار ماندن آب به حالت مایع، در طیف بسیار گسترده ای از دماهای سطحی مناسب و کافی است.»

۷/۱۴/۱۳۹۴
منبع: sciencedaily
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
 
[hr]
ویدئو / Thomas Barclay و Hannah Ruth Wakeford در این قسمت از مجموعه What's New in Aerospace موزه هوافضای اسمیتسونیان راجع به یافتن و مطالعه سیارات فراخورشیدی
توماس در مورد نحوه یافتن سیارات و هانا در مورد مطالعه اتمسفر آنها توضیحاتی به زبان ساده ارائه می‌دهند.
 

دانلود (حجم: 486 مگابایت)

http://trainbit.com/files/1214787884/Focusing-in_on_Other-Worlds_1001.mp4

https://www.youtube.com/watch?v=vyq7wZrRCHo

[mahdavi3d 14,067]

ستاره مرده ای که دارد سیاره اش را نابود می کند

* دانشمندان با بهره از تلسکوپ فضایی کپلر در ماموریت K2، به شواهد نیرومندی دست یافته اند که نشان می دهد یک سیاره ی سنگی کوچک همچنان که در مداری مارپیچی به گرد یک ستاره ی کوتوله ی سفید می چرخد، دارد خرد می شود و از هم فرو می پاشد.

* این یافته مایه ی اعتبار نظریه ای ۱۰ ساله است که می گوید کوتوله های سفید می توانند سیاره های بازمانده در سامانه‌ی خودشان را "بخورند" و نابود کنند.
 
اندرو وندربرگ، دانشجوی کارشناسی ارشد از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونین در کمبریج ماساچوست می گوید: «ما برای نخستین بار بیننده ی فروپاشی یک "سیاره ی" مینیاتوری زیر فشار گرانش ستاره اش هستیم که دارد در اثر نور و گرمای ستاره بخار می شود و بارانی از مواد سنگی را بر روی ستاره اش می باراند.» وندربرگ نویسنده ی اصلی پژوهشنامه ای درین باره است که در نشریه ی نیچر انتشار یافته.

 

در این نمای هنری (نقاشی)، یک جرم سنگی کوچک را می بینیم که دارد به گرد یک ستاره ی کوتوله ی سفید می چرخد و

همزمان بخار می شود. اخترشناسان در داده های ماموریت K2 برای نخستین بار گذرهای یک جرم سیاره ای از برابر یک

کوتوله ی سفید را دیده اند. این جرم به آرامی از هم خواهد پاشید و گَردی از فلزات (عنصرهای سنگین تر از هیدروژن و هلیوم) را

بر سطح ستاره به جا خواهد گذاشت. تصویر بزرگ تر

ستارگانی مانند خورشید ما در پایان عمرشان پف می کنند و به غول های سرخ تبدیل می شوند و در این فرآیند، کم کم حدود نیمی از جرمشان را از دست می دهند. هسته ی به جامانده ی آن ها هم در اثر رُمبش گرانشی کوچک شده و به حدود ۱/۱۰۰ اندازه ی آغازین ستاره می رسد، یعنی چیزی در اندازه ی زمین. این پسمانده ی مُرده و چگال به نام کوتوله ی سفید شناخته می شود.
 
این خرده‌سیاره ی در هم شکسته که از تکه های های سنگ و غبار و مواد دیگر ساخته شده، به اندازه ی یک سیارکِ بزرگ است و نخستین جرم سیاره ای است که گذرش از برابر یک کوتوله ی سفید دیده شده. این جرم هر ۴.۵ ساعت یک بار به گرد یک کوتوله ی سفید به نام WD 1145+017 می چرخد. فاصله ی آن از ستاره بسیار کم است و گرمای سوزان و نیروی گرانشی خرد کننده ای را تحمل می کند. در نخستین برنامه ی رصدی ماموریت K2 که از ۳۰ می تا ۲۱ اوت ۲۰۱۴ ادامه داشت، بخشی از آسمان در صورت فلکی دوشیزه بررسی شد که به اندازه گیری تغییرات کوچک در نور این کوتوله ی سفید دوردست انجامید. زمانی که یک جرم از دیدگاه تلسکوپ، از برابر ستاره ای می گذرد، اُفتی در نور ستاره ثبت می شود. اُفت های دوره ای نور یک ستاره نشان دهنده ی وجود جرمی در مدار آن ستاره خواهد بود.
 
یک گروه پژوهشی به رهبری وندربرگ الگویی ناشناخته ولی تا اندازه ی آشنا را در داده های این برنامه پیدا کردند. نور این کوتوله ی سفید در هر ۴.۵ ساعت یک بار، و هر بار به اندازه ی ۴۰ درصد کاهش می یافت ولی گذر این سیاره ی کوچک، سیگنال معمول متقارن و U-شکلی که در سامانه های دیگر دیده شده بود را نداشت. الگوی آن نامتقارن، با یک شیب تند از یک سمت  وشیبی ملایم از سمت دیگر بود که می توانست نماینده ی وجود یک دُم دنباله دار-مانند باشد. این ویژگی ها با هم نشان می دادند که حلقه ای از سنگ و غبار دارد به گرد کوتوله ی سفید می چرخد، و احتمالا سیاره ای کوچک آنجاست که دارد بخار می شود. وندربرگ می گوید: «ناگهان در آخرین شب رصدها با پی بردن به چیزی که پیرامون این کوتوله ی سفید رخ می داد، همه چیز برایمان روشن شد. شکل و ژرفای تغییرکننده ی گذر، نشانه های انکارناپذیری بودند.»
 
وندربرگ و گروهش به جز شکل نامعمول گذر، نشانه های عنصرهای سنگین تری را هم در جو کوتوله ی سفیدِ WD 1145+017 یافتند؛ این هم در آن نظریه ی ۱۰ ساله  پیش بینی شده بود.
 

در این نمودار، مدلی از منحنی های نور را می بینیم. منحنی سرخ شکل متقارنی دارد و مربوط به گذر یک سیاره ی فرضی به

اندازه ی زمین است ولی منحنی آبی شکلی نامتقارن دارد و در اثر گذر یک سیاره ی کوچکِ در حال فروپاشی و دُم غباریِ

دنباله دار-گونه اش پدید آمده. نقطه های سیاه اندازه های ثبت شده از WD 1145+017 در ماموریت K2 هستند.

کوتوله های سفید با توجه به گرانش نیرومندی که دارند، انتظار می رود سطحشان از نظر شیمیایی خالص باشد و تنها عنصرهای سبک هیدروژن و هلیوم روی آن باشد [زیرا همه ی عنصرهای سنگین تر از این دو، در اثر گرانش به سوی مرکز کوتوله کشیده می شوند-م]. ولی سال ها بود که پژوهشگران نشانه هایی از آلودگی جو برخی از کوتوله های سفید با عنصرهای سنگین تری مانند کلسیم، سیلیسیم، منیزیم و آهن را می دیدند. دانشمندان تا مدت ها گمان می بردند که سرچشمه ی این آلودگی یک سیارک و یا سیاره ای کوچک است که در اثر گرانش خودِ کوتوله ی سفید از هم پاشیده. بررسی و آنالیز همنهش جو این ستاره با بهره از مشاهدات رصدخانه ی ام‌ام‌تیِ دانشگاه آریزونا انجام شد.
 
فرگال مولالی، دانشمند ماموریت K2 در بنیاد SETI و مرکز پژوهشی ایمز ناسا در مافت فیلد کالیفرنیا می گوید: «نظریه ی ما در یک دهه ی گذشته این بود که این کوتوله های سفید دارند پسمانده های اجرامی سنگی را می خورند، و این یافته ی تازه شاید همان نشانه ی بی چون و چرایی باشد که به دنبالش بودیم. هرچند که هنوز برای پی بردن به سرگذشت این سامانه نیاز به کارهای بسیار بیشتری داریم.» 
 
استیو هاول، دانشمند پروژه ی K2 در مرکز ایمز هم می گوید: «این یافته نشانگر توانایی و سرشت پیش بینی ناپذیر K2 است. جامعه ی علمی دسترسی کاملی به مشاهدات K2 دارد و از داده های آن برای انجام دامنه ی گسترده ای از کاوش های بیمانند در همه ی زمینه های اخترفیزیکی بهره می گیرد.»

 

۸/۰۲/۱۳۹۴
منبع: nasa
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان

1star-7skies.blogspot.com/2015/10/blog-post_24.html

[mahdavi3d 14,067]

برای نخستین بار: مشاهده روند رشد "سه سیاره نوزاد" پیرامون یک ستاره دوردست

 

* اخترشناسان برای نخستین بار سیاره های نوزاد و در حال رشدی را پیرامون یک ستاره ی دوردست دیده اند. مشاهده ی روند رشد و تبدیل شدن آن ها به مشتری هایی خوش بنیه، شناخت بهتری از فرآیند پیدایش سامانه های سیاره ای به ما می دهد.
 
ما تاکنون حدود ۲۰۰۰ سیاره ی فراخورشیدی یافته ایم، ولی فرایند سیاره زایی یا پیدایش سیاره ها تنها به طور نامستقیم و با بررسی شکاف هایی در قرص های بزرگ گاز و غبار پیرامون ستاره ها دیده شده. اکنون استفانی سالوم از دانشگاه آریزونا، توسان به همراه همکارانش نشانه های مستقیمی از سه پیش-سیاره ی جوان را دیده که دارند رشد کرده و بر جرم خود می افزایند.
 
گردآوری غبار
این دانشمندان با کمک سامانه ی اپتیک سازگار ماژلان در آتاکامای شیلی و تلسکوپ دوچشمی بزرگ (ال‌بی‌تی) آریزونا، ستاره ای به نام LkCa 15 در فاصله ی ۴۵۰ سال نوری زمین و در ابر مولکولی گاو را بررسی کردند. این ستاره ی خورشیدسان تنها ۲ میلیون سال از زندگیش می گذرد که در استاندارد کیهانی، به اندازه ی یک چشم بر هم زدن است.

 

نماهایی که با بهره از سامانه ی اپتیک سازگار تلسکوپ ماژلان گرفته شده اند (همان بخش های رنگی تصویر)، چند چشمه ی نور را در

ناحیه ی جاروب شده ی قرص گاز و غبار پیرامون ستاره ی LkCa 15 نشان می دهند (بخش سیاه و سفید تصویر)

قرصی بزرگ و چنبره-مانند از گاز و غبار این ستاره را در بر گرفته و چنان چه رصدهای سال های ۲۰۰۹ و ۲۰۱۲ نشان داده بود، سه سیاره ی نوزاد در حال شکل گیری در شکاف مرکزی این قرصند. این گونه قرص ها پیرامون همه ی ستاره های نوزاد وجود دارند و مواد خام برای ساخته شدن سیاره ها پیرامون آن ها را فراهم می کنند. همین سیاره ها در ادامه ی ساخته شدن، مواد قرص را به سوی خود می کشند و شکاف هایی بزرگ در آن ها پدید می آورند.
 
اکنون سالوم و همکارانش با دنبال کردن مدار این سیاره ها در مدت ۵ سال، وجود آن ها را تایید کردند و دریافتند که هر سه تای آن ها جرمی نزدیک به جرم سیاره ی مشتری دارند. همچنین این دانشمندان سیگنال هایی را دریافت کردند که تنها می تواند از سیاره ای که دارد فعالانه رشد می کند بیاید. آنان شناسه های پرتوهایی که از این سیاره ها گسیلیده می شود را در دو طول موج فروسرخ و یک طول موج ویژه ی نور دیدنی (مریی) بررسی کردند. این طول موج ویژه که به نام طیف هیدروژن-آلفا (H-alpha) شناخته می شود، از گاز برافروخته ی هیدروژن می تابد و در این گونه موارد، نشانگر مواد فراداغی است که به سوی سیاره های نوزاد کشیده می شوند. 
 
درونی ترین سیاره به نام LkCa 15 b که حدود ۱۶ یکای اخترشناسی (AU) از ستاره فاصله داشت، در همه ی طول موج ها خود را نشان داد، و سیگنال هیدروژن آلفا نشانگر این بود که گازهایی به داغیِ حدود ۱۰ هزار درجه ی سانتیگراد دارد به سوی سیاره فروکشیده شده و بر جرم آن می افزایند. سیاره ی c تنها در طیف فروسرخ دیده می شد که نشان می داد در حال مکیدن گاز کمتری است، و سیاره ی سوم (d) هم پرتوی کم سویی در یکی از طول موج های فروسرخ می گسیلید و از همین رو هیچ نتیجه ی استواری نمی شد درباره اش گرفت.

با این حال، حتی دیدن یک نمونه از سیاره های برافزاینده (در حال رشد) می تواند چیزهای بسیاری را ثابت کند. سالوم می گوید: «اکنون سامانه ای را یافته ایم که می توانیم برای بررسی جزییات فرآیند سیاره زایی، تا ژرفای دل آن را هم مشاهده کنیم. یک پرسش هیجان انگیز اینست که آیا برافزایش جرم روی سیاره ها روندی پیوسته است یا تغییرپذیر. این چیزیست که رصدها و مشاهدات آینده برای یافتن پاسخش به ما کمک خواهد کرد.»

 

برداشت هنری (نقاشی) از سیاره هایی که دارند در یک قرص پیراستاره ای، مانند همان چیزی که ستاره ی LkCa 15 را

در بر گرفته، رشد می کنند. سیاره ها در شکاف این قرص، گاز و غبار را به سوی خود کشیده و بر جرم خود می افزایند. اندازه ی بزرگ تر

ژائوهوان ژو از دانشگاه پرینستون در گفتگو با نشریه ی نیچر گفت: «یافته ی این پژوهشگران محدودیت های سختی را بر نظریه های سیاره زایی اعمال می کند.» وی که در این پژوهش شرکت نداشت در ادامه افزود: «برای نمونه، اکنون این نظریه ها دیگر ناچارند توضیح دهند که چگونه یک سیاره ی بزرگ می تواند در مدت ۲ میلیون سال در فاصله ی ۱۶-۱۵ یکای اخترشناسی از ستاره اش ساخته شود، و با این حال باز هم به رشد خود ادامه دهد.»

به نوشته ی ژو، روش کار سالوم و همکارانش می تواند به یافتن سیاره های نوپای بسیاری بیانجامد و به اخترشناسان امکان دهد آگاهی های بیشتری درباره ی پراکندگی دنیاهای جوان پیدا کنند: «چنین شناختی از جمعیت های سیاره ای جوان راهگشای حل مساله ی چند دهه ایِ سیاره‌زایی خواهد بود، و نشان خواهد داد که سامانه های سیاره ای جوان چگونه می توانند میلیاردها سال پس از پیدایش، به سامانه های پیرتری مانند خانواده ی خورشیدی ما تبدیل شوند.»
 
جزییات این پژوهش در شماره ی ۱۹ نوامبر نشریه ی نیچر منتشر شده است.

منبع: newscientist و Space.com
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان

http://1star-7skies.blogspot.com/2015/11/blog-post_20.html

[Mosip 3,604]

سیاره ای فراخورشیدی با آسمان آبی

 

 

 

 

زمین به خاطر آسمان های آبی اش مشهور است. آسمان آن هم به خاطر اثری تحت عنوان توزیع رایلی به این رنگ در می آید. زمانی که نور از خورشید با یک مولکول هوا برخورد می کند، پراکنده می گردد و هرچه طول موج نور به ابعاد مولکول هوا نزدیک تر باشد، احتمال پراکندگی اش نیز بیشتر می شود.

چون مولکول های هوا نسبت به طول موج نور در طیف قابل رویت کوچک تر هستند، طول موج های بلند (قرمزها) نسبت به انواع کوتاه (آبی ها) با نرخ کمتری پراکنده می شوند و به این خاطر که نور آبی نسبت به نور قرمز بیشتر پراکنده می گردد، ما آسمان را بیشتر به همین رنگ می بینیم و علت اینکه در هنگام غروب آسمان قرمز دیده می شود نیز همین است؛ زمانی که خورشید در پایین ترین موقعیت خود در آسمان قرار دارد بخش اعظمی از نور آبی توسط اتمسفر پراکنده می گردد و باعث می شود که غروب آفتاب قرمز به نظر بیاید.

 

اما همه سیاره ها هم آسمان آبی ندارند. برای مثال، مریخ که جو پیرامونی اش صخامت کمتری دارد آسمانی قهوه ای رنگ دارد. توزیع رایلی اثری کوچک است، به همین خاطر، مشاهده آن در آنسوی منظومه خورشیدی همواره برای ما دشوار بوده است. اما اخیرا تیمی از پژوهشگران این پدیده را در جو سیاره ای مشاهده کرده اند که حدودا 100 سال نوری با ما فاصله دارد.

این سیاره که با نام GJ 3470b شناخته می شود در سال 2012 میلادی و با استفاده از متد ترانزیت کشف شد؛ بدان معنا که وقتی سیاره از مقابل ستاره خود عبور می کند ما متوجه کم شدن نور آن ستاره می شویم و میزان همین کاهش نور به ما در مورد اندازه و مدار چرخش سیاره خواهد گفت.

 

 

 

 

با استفاده از همین متد، دانشمندان دریافته اند که GJ 3470b سیاره ای با ابعاد نپتون است و هر سه روز یک بار مدار خود را به صورت کامل دور می زند. اما اگر بتوان یک سیاره را صرفا با استفاده از اثر آن روی نور ستاره اش مشاهده نمود، آنگاه چطور می توان تشخیص داد که پدیده توزیع رایلی در جو آن رخ می دهد؟

 

برای این منظور، دانشمندان از تکنیکی بسیار مبتکرانه بهره گرفته اند. آنها میزان افت روشنایی ستاره را در جریان عبور سیاره آن با طول موج های مختلف اندازه گیری کردند و دریافتند که ابعاد محاسبه شده سیاره در طول موج های کوچک تر کمتر می شود.

به بیان دیگر، سیاره در مواجهه با طول موج های آبی بزرگ تر به نظر می آمد و این مساله در صورتی که پدیده توزیع رایلی در آسمان آن رخ دهد به مراتب مشهودتر خواهد بود. نور قرمز زیاد پراکنده نمی شود بنابراین، در زمان تابش طول موج های قرمز صرفا خود سیاره نور ساطع شده از ستاره را مسدود می کند.

نور آبی به شدت پراکنده می شود بنابراین به ما نمی رسد و در نتیجه هم سیاره و هم جو پیرامونی آن، نور را در طول موج های آبی مسدود می کنند.

 

البته باید در نظر داشت که صرفا به خاطر وقوع پدیده توزیع رایلی در جو GJ 3470b نمی توان تصور کرد که جو آن شبیه به زمین است. با در نظر داشتن ابعاد این سیاره بیشتر احتمال می رود که جو آن ترکیبی از هیدروژن و هلیوم باشد تا نیتروژن و اکسیژن. اما این سیاره می تواند شروع خوبی برای مشاهده جو سیاره های دیگر باشد.

 

http://www.forbes.com/sites/briankoberlein/2015/11/27/distant-exoplanet-has-blue-skies/

[mahdavi3d 14,067]

شکل‌گیری مواد ممنوعه شیمی کلاسیک در اَبرزمین ها

 

* به گفته ی دانشمندان، مواد "ممنوعه" می توانند نرخ تراوش و همرفت گرما روی سیاره های ابَرزمین را افزایش داده و میدان های مغناطیسی آن ها را نیرومندتر کنند.
 
دانشمندان با بهره از مدل های ریاضی به درون ابرزمین ها "نگاه کرده اند" و دریافته اند که این سیاره ها می توانند دربردارنده ی موادی باشند که قوانین کلاسیک شیمی آن ها را ممنوع کرده- این مواد می توانند نرخ دادو ستد گرما و همچنین شدت میدان مغناطیسی چنین سیاره هایی را بالا ببرند. این یافته ها در پژوهشنامه ای در نشریه ی ساینتیفیک ریپورتز ارایه شده است.

 

برداشت هنری از ابرزمینِ گلیزه ۸۳۲سی در فاصله ی ۱۶ سال نوری.

درباره ی این سیاره: * نزدیک ترین سیاره بیگانه ای که توان زیست پذیری دارد- این تصویر در اندازه ی بزرگ تر

 

نویسندگان این پژوهشنامه گروهی از دانشمندان بنیاد فیزیک و فناوری مسکو (MIPT) به رهبری دانشمند روسی، آرتم اوگانوف استاد بنیاد دانش و فناوری اسکولکوو و رییس آزمایشگاه طراحی رایانه ی MIPT بودند. اوگانوف و همکارانش در یکی پژوهش های پیشین، از الگوریتمی به نام USPEX که توسط خود وی طراحی شده برای شناسایی ترکیبات تازه ی سدیم و کلر، و همچنین مواد بیگانه ی دیگر بهره گرفته بودند. این پژوهشگران در تازه ترین پژوهشنامه ی خود تلاش کرده اند بدانند در فشارهای بالا چه ترکیباتی می تواند توسط سدیم، اکسیژن، و منیزیم پدید آید. این چند عنصر از روی شانس و بی دلیل برگزیده نشده بودند. اوگانوف می گوید: «سیاره های زمین-سان دارای یک پوسته ی نازک سیلیکاتی، یک گوشته ی اکسید سیلیکاتی -که تا حدود ۷/۸ حجم زمین را ساخته و بیش از ۹۰ درصدش از اکسیدهای سیلیکات و منیزیم درست شده- و یک هسته ی آهنی هستند. می توانیم بگوییم که بنیان شیمی زمین و سیاره های ابرزمین از منیزیم، اکسیژن، و سیلیسیم است.»
 
این پژوهشگران با بهره از الگوریتم USPEX، همنهش های ساختاری گوناگونی که از پیوند Mg-Si-O ممکن است در فشارهایی از ۵ تا ۳۰ میلیون برابر جو پدید آید را بررسی کردند. چنین فشارهایی می توانند در دل ابرزمین ها وجود داشته باشند- سیاره هایی با انباشت جرم سطحی جامد چندین برابر بزرگ تر از جرم زمین. یک چنین سیاره ای در سامانه ی خورشیدی وجود ندارد، ولی اخترشناسان سیاره هایی در مدار ستارگان دیگر سراغ دارند که که به سنگینی غول های گازی نیستند ولی به اندازه ی چشمگیری از زمین سنگین ترند. این سیاره ها به نام اَبَرزمین خوانده شده اند. از میان ابرزمین های شناخته شده می توان از سیاره ی "گلیزه-۸۳۲سی" با پنج برابر جرم زمین، یا سیاره ی "کپلر-۱۰سی" با ۱۷ برابر جرم زمین نام برد. نتایج مدل های رایانه ای نشان می دهد که در درون این سیاره ها می تواند همنهش های "بیگانه ی" MgSi3O12 و MgSiO6 ساخته شود. این همنهش ها (ترکیبات) نسبت به MgSiO3 که روی زمین ساخته می شود، دارای اتم های اکسیژن بسیار بیشتری هستند.

 

افزون بر این، MgSi3O12 یک اکسید فلزی و یک رسانا است، در حالی که دیگر موادِ دربردارنده ی اتم های Mg-Si-O دی‌الکتریک یا نیمه رسانا هستند. اگانوف توضیح می دهد: «ویژگی های آن ها بسیار متفاوت با همنهش های معمولی منیزیم، اکسیژن، و سیلیسیم است-- بسیاری از آن ها فلزی یا نیمه‌رسانا هستند. این برای پدید آوردن میدان های مغناطیسی روی دیگر سیاره ها مهم است. از آن جایی که میدان های مغناطیسی در درون یک سیاره جریان های الکتریکی تولید می کنند، رسانایی بالا می تواند به معنای میدان مغناطیسی بسیار نیرومندتری باشد.»
 
یک میدان مغناطیسی نیرومندتر به معنای نگاهبانی بیشتر در برابر پرتوهای کیهانی، و در نتیجه شرایط مناسب تر برای جانداران خواهد بود. این پژوهشگران همچنین اکسیدهای سیلیسیم و منیزیم تازه ای را پیش بینی کرده اند که با قوانین شیمی کلاسیک همخوانی ندارند: SiO، SiO3، و MgO3. اکسیدهای MgO2 و Mg3O2 هم پیش‌تر توسط اوگانوف در فشارهای پایین تر پیش بینی شده بود. مدل های رایانه ای همچنین به پژوهشگران امکان داد تا واکنش های تجزیه ای که در فشارهای بسیار بالای روی ابرزمین ها برای MgSiO3 رخ می دهد را نیز شناسایی کنند: پس-پروسکایت (post-perovskite).
 
اوگانوف می گوید: «این بر مرز لایه ها و پویایی آن ها در گوشته تاثیر می گذارد. برای نمونه، یک واکنش گرماده (گرمازا) فرآیند همرفت گوشته و دادوستد گرما درون سیاره را سرعت می بخشد، و یک واکنش گرماگیر به کُند شدن آن ها می انجامد. این بدان معناست که سرعت حرکت صفحه های سنگ‌کره ای (لیتوسفری) در سیاره می تواند بیشتر باشد.»
 
همرفت که تعیین کننده ی زمین‌ساخت صفحه ای و آمیختگی گوشته است، می تواند یا سریع تر باشد (آمیختگی گوشته و دادوستد گرما را سرعت بدهد) یاآهسته تر. به گفته ی اوگانوف، در تغییر گرماگیر یک سناریوی ممکن می تواند این باشد که سیاره به چندین لایه با همرفت جدا و مستقل فرو بپاشد.
 
چیزی که به فعالیت های آتشفشانی و یک جو تنفس پذیر روی زمین انجامیده این واقعیت است که قاره های زمین پیوسته در حرکت و بر سطح گوشته "شناورند". اگر قاره ها از لغزش باز می ایستادند، آب و هوای زمین با پیامدهای فاجعه باری روبرو می شد.

 

۱۰/۲۱/۱۳۹۴

منبع:

یک ستاره در هفت آسمان

http://1star-7skies.blogspot.com/2016/01/blog-post_18.html

[Mosip 3,604]

دستورکنگره امریکا به ناسا برای سفر به منظومه آلفا- قنطورس

 

 

 قانون‌گذاران آمریکا به ناسا دستور داده‌اند تا صدمین سالگرد فرود در ماه برنامه‌ای برای سفر به آلفا قنطورس طراحی کنند. 

 

به نظر می‌رسد که انتشار خبر اخیر پروژه استارشات که در پنجاه ‌‌و ‌پنجمین سالگرد سفر یوری گاگارین به فضا با حضور پروفسور هاوکینگ و یوری میلنر، میلیاردر روس و سرمایه‌گذار پروژه، مطرح گردید بسیار جنجال‌برانگیز شده است. اخیراً سناتور قانون‌گذار امریکایی که از بودجه ‌نویسان ناساست آژانس را به طراحی جستجوگرهای میان ستاره‌ای با هدف پرتاب مأموریتی به آلفا قنطورس، نزدیک‌ترین سیستم ستاره‌ای، تا سال 2069 (صدمین سالگرد فرود آپولو 11 در ماه) فراخوانده است. 

 

 

تصویر مفهومی از منظومه آلفا-قنطورس

 

 

برخی دانشمندان هنوز ایده سفر میان ستاره‌ای را در دامنه موضوعات علمی_تخیلی می دانند، به این دلیل که آلفا قنطورس در فاصله 4.37 سال نوری از ما (نزدیک به 40 تریلیون کیلومتر) واقع شده است. حتی برای سریع‌ترین فضاپیمایی که تاکنون پرتاب شده است به نام جستجوگر Helios، ساخته مشترک ناسا و آلمان، با سرعت حرکت 250هزار کیلومتر بر ساعت هم 18هزار سال زمان لازم است تا به آلفا قنطورس برسد. 

در واقع برای رسیدن به نزدیک‌ترین ستاره به خورشید در بازه حیات انسان، فضاپیما اگر با سرعتی معادل 10 درصد سرعت نور حرکت کند، رسیدن به آن در طول 44 سال میسر می گردد. اما رسیدن به این سرعت خارق‌العاده حتی برای جستجوگرهای بسیار کم وزن، نیازمند مقدار قابل توجهی انرژی است. این چالشی بود که میلنر برای آن ایده فضاپیماهای تراشه‌ای را با وزن کمتر از یک گرم مطرح کرد. برای جلوگیری از استفاده شتاب دهنده‌های موتوری یا سوختی در آنها، تراشه‌ها بادبان‌های نوری بسیار سبک خواهند داشت تا با آرایه لیزری پرقدرت زمینی شتاب حرکتی لازم را دریافت کنند و به 20 درصد سرعت نور برسند، دراین صورت در طول بیست سال به آلفا قنطورس خواهند رسید. 

 

 

ایده کاوشگری دارای بادبان نوری

 

 

 

ایده پیشرانه لیزری برای جستجوی میان ستاره ای (DEEP IN) که الهام بخش میلنر برای طرح پروژه استارشات بوده است حاصل افکار فیلیپ لوبین از دانشگاه کالیفرنیاست. وی چندین پایان‌نامه با موضوعات لیزرهای قدرتمند و کاربردهای فضایی آن در سال 2014 به NIAC ارائه کرده است؛ به او 500 هزار دلار جایزه تعلق گرفته است تا تحقیقاتش را تکمیل کند و گسترش دهد. ایده اصلی لوبین این بود که آرایه لیزری در فضا مستقر گردد، ولی میلنر پافشاری کرد که اگر آرایه در زمین مستقر نباشد پروژه بسیار پرهزینه و طولانی خواهد شد. 

با وجود موانع دانش و فنّاوری فعلی به نظر می‌رسد که ناسا با تخصیص یافتن رسمی بودجه تحقیقاتی بتواند به همکاری میلنر بیاید تا با هم هدایت پروژه را بر عهده گیرند، شاید تا چند دهه دیگر تحولی بزرگ در پیشرفت‌های بشری شکل گیرد.  

 

http://www.sciencemag.org/news/2016/05/us-lawmaker-orders-nasa-plan-trip-alpha-centauri-100th-anniversary-moon-landing

 

اطلاعات بیشتر در مورد پروژه استارشات

[aparat]8RPo7[/aparat]

 

جهت مطالعه تکمیلی: http://toranji.ir/%D9%BE%D8%B1%D9%88%DA%98%D9%87-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%A7%D8%B1%D8%B4%D8%A7%D8%AA%D8%8C-%D8%A2%D9%84%D9%81%D8%A7%D9%82%D9%86%D8%B7%D9%88%D8%B1%D8%B3%D8%8C-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%DB%8C%D9%88%D9%86-%D9%87/

ویرایش شده در خرداد 95 توسط Mosip