یک مطالعه جدید نشان می دهد که دانشمندان باید در جستجوی سیاراتی خارج از منظومه شمسی که به طور بالقوه می توانند محیط های قابل سکونت را فراهم کنند، به دنبال سیاراتی نه چندان بزرگتر از سیاره ما باشند.
تلسکوپ‌های روی زمین و فضا تمایل دارند روی سیارات بسیار بزرگتر از زمین تمرکز کنند، تا حدی به این دلیل که تشخیص آنها نسبت به سیارات کوچکتر آسان‌تر است و بنابراین برای مطالعه مساعدتر است.
اما تحقیقات جدید در مجله علوم سیاره ای با توجه به اینکه ماه ما جنبه های کلیدی زندگی از جمله طول روز، جزر و مد اقیانوس و آب و هوای پایدار را کنترل می کند، یک سیاره صخره ای با ماه بزرگ ممکن است پتانسیل خوبی برای میزبانی زندگی داشته باشد.
میکی ناکاجیما، استادیار علوم زمین و محیط زیست در دانشگاه روچستر و نویسنده اصلی این پژوهش می‌گوید: «رصد سیاره‌های نسبتاً کوچک به اندازه زمین دشوارتر است و تمرکز اصلی جست‌وجوی قمرها نبوده است مطالعه. با این حال، ما پیش‌بینی می‌کنیم که این سیارات در واقع نامزدهای بهتری برای میزبانی قمرها هستند.»
جزئیات از منشا قمر زمین یک بحث دیرینه در علوم سیاره ای است.
تئوری رایج این است که ماه حدود 4.5 میلیارد سال پیش زمانی که زمین توسط یک جنین سیاره ای به اندازه مریخ برخورد کرد، شکل گرفت. برخورد به مدار الف پرتاب شد یک دیسک زباله نیمه بخار شده که در ماه ادغام شد. مدل‌های دیگر نشان می‌دهند که زمین با جسم بسیار بزرگ‌تری برخورد کرده است که می‌توانست یک دیسک کاملاً تبخیر شده ایجاد کند.
نزدیک به 300 قمر وجود دارد منظومه شمسی ما، اما جرم آنها معمولاً نسبت به سیاره میزبانشان بسیار کوچکتر از ماه ما نسبت به زمین است – و این در مورد شکل گیری حیات اهمیت دارد. قمرها می توانند از طریق فرآیندهای دیگری تشکیل شوند، اما این قمرها معمولاً در مقایسه با اندازه سیاراتشان کوچک هستند. در مقابل، یک ضربه عظیم تمایل به ایجاد یک ماه عظیم دارد.
در حالی که بسیاری از دانشمندان این نظریه را مطرح می‌کنند که سیاره‌ای برای پشتیبانی از حیات نیازی به ماه ندارد، آنها همچنین می‌دانند که ماه بسیار بزرگ ما نقش مهمی در توسعه اشکال پیچیده حیات بر روی زمین بازی کرده است.
به هر حال، کشش گرانشی ماه تا حد زیادی مسئول جریان جزر و مدی اقیانوس‌ها است، که دانشمندان بر این باورند که اجازه تشکیل اسیدهای نوکلئیک را می‌دهد که حیات را به شکلی که ما می‌شناسیم، تامین می‌کنند. و ماه انحراف مداری زمین را تثبیت می کند، که آب و هوا را نسبتاً قابل پیش بینی نگه می دارد تا موجودات زنده بتوانند راحت تر تکامل یافته و سازگار شوند.
دانشمندان بیش از 5000 سیاره فراخورشیدی – سیارات خارج از منظومه شمسی ما را کشف کرده اند. اما ماه‌های فراخورشیدی – قمرهایی که به دور سیارات فراخورشیدی می‌چرخند – گریزان هستند زیرا طبیعتاً بسیار کوچکتر از سیاراتی هستند که به دور آنها می‌گردند. تا به امروز، تنها چند نامزد قابل قبول شناسایی شده اند.
این می تواند پیامدهایی در جستجوی زمین دومی داشته باشد که می تواند محیطی ایده آل برای زندگی ارائه دهد – و اینجاست که آخرین علمی انجام شده توسط ناکاجیما و نویسندگان همکارش مطرح می شود.
آنها با تکیه بر تحقیقات قبلی که بر شبیه‌سازی‌های کامپیوتری سازنده‌های ماه تکیه داشتند، نقشی را که به اصطلاح «ناپایداری جریان» در ایجاد قمرها بازی می‌کند، بررسی کردند.
ناپایداری جریان فرآیندی است که ذرات را در یک دیسک بخار متمرکز می‌کند تا به‌سرعت سیاره‌های کوچک و قمرها را که به ترتیب بلوک‌های سازنده اصلی سیارات و قمرها هستند، تشکیل دهد.
آنها دریافتند که در حالی که ناپایداری‌های جریان می‌توانند قمرهای خود گرانشی را در یک دیسک غنی از بخار ایجاد کنند که در اثر برخورد سیاره‌ای غول‌پیکر ایجاد می‌شود، این قمرها به اندازه‌ای بزرگ نیستند که بتوانند از کشش شدید قرص تبخیر شده فرار کنند و به سمت سیاره میزبان پرتاب شوند و نابود شوند.
در این گزارش آمده است: زمانی که دیسک به اندازه کافی سرد شود و کسر جرمی بخار دیسک کوچک شود، این قمرها ممکن است بیشتر رشد کنند. با این حال، در این زمان، بخش قابل توجهی از جرم دیسک از بین می رود، و دیسک باقی مانده تنها می تواند یک ماه کوچک بسازد.
پروفسور فیزیک آلیس کویلن، دانشجوی سابق جرمی اتکینز و استادیار دانشگاه ایالتی آیووا، جاکوب سایمون، ناکاجیما را در تحقیقات خود یاری کردند.
تحقیقات آنها نشان می دهد که تأثیر بر شکل گیری ماه باید نسبتا “ملایم” بوده باشد. این بدان معناست که در مورد زمین ما، جسمی که با آن برخورد می کند نمی تواند بسیار بزرگتر از مریخ باشد. در غیر این صورت، برخورد یک دیسک کاملاً تبخیر شده ایجاد می‌کند و چنین دیسکی تنها می‌تواند ماه بسیار کوچکی را تشکیل دهد.
این کار همچنین تفاوت عمده ای را بین شکل گیری سیاره و ماه نشان می دهد. فرآیندهای تشکیل ماه گاهی شبیه به فرآیندهای تشکیل سیاره دیده می شود. این مطالعه نشان می‌دهد که بی‌ثباتی جریان یک فرآیند حیاتی برای شکل‌گیری سیاره است، اما نه برای شکل‌گیری ماه.
محققان نتیجه می گیرند که بی ثباتی جریان برای تشکیل قمرهای بزرگ از دیسک های غنی از بخار مفید نیست و قمرهای نیمه بزرگمانند ماه زمین، از دیسک های فقیر بخار که به دور سیاره های کوچکتر از زمین می چرخند، سرچشمه می گیرند.
مؤسسه علمی تلسکوپ فضایی اخیراً دو پیشنهاد از محققان را برای استفاده از تلسکوپ قدرتمند انتخاب کرده است تلسکوپ فضایی جیمز وب برای جستجوی ماه های بیرونی یکی روی قمرهای اطراف سیاره ای شبیه مشتری تمرکز می کند و دیگری به دنبال قمرهایی در اطراف سیارات مشابه زمین می گردد.
این مشاهدات آینده می تواند نظریه توسعه یافته در این مطالعه را آزمایش کند.
منبع: دانشگاه روچستر
