تقریبا چهار میلیارد سال پیش، حیات بر روی کره ی زمین پدیدار شد. از آنجا که سیاره ما دارای یک سطح سنگی، آب مایع و یک اتمسفر یکپارچه بود، حیات به وجود آمد.

اما شکوفایی حیات مدیون عامل غیرقابل اجتناب دیگری می باشد: وجود یک میدان مغناطیسی محافظ. مطالعات جدید در مورد یک ستاره ی جوان خورشید مانند، ستاره کاپا ستی - kappa ceti -  نشان می دهد که یک میدان مغناطیسی، نقشی کلیدی را در ساخت یک سیاره ی مساعد برای زندگی، بازی می کند.

 در تصویر، ستاره ی جوان خورشید مانند کاپا ستی، با لکه های خورشیدی بزرگ، نمایش داده شده که نشانه ای از سطح بالای فعالیتهای مغناطیسی آن می باشد. تحقیقات جدید نشان می دهند که بادهای ستاره ای آن، ۵۰ برابر قویتر از خورشید ماست. به عنوان یک نتیجه، هر سیاره ی زمین مانند برای محافظت از اتمسفرش و قابل سکونت بودن، به یک میدان مغناطیسی نیاز دارد. اندازه فیزیکی ستاره و سیاره و فاصله بین آنها در تصویر،به مقیاس نمی باشد.

 به گزارش بیگ بنگ، نویسنده ی اصلی، خوزه- دیاز دو ناسیمنتو، از مرکز اخترفیزیک دانشگاه هاروارد اسمیتسونین - CfA - و دانشگاه ریو جی دو نورت برزیل - UFRN - می گوید: « برای قابل سکونت بودن، یک سیاره نیازمند گرما، آب، و در امان بودن از یک خورشید جوان و بسیار پر نور می باشد». کاپا ستی، در فاصله ی ۳۰ سال نوری دورتر از ما در صورت فلکی نهنگ واقع شده و به صورت قابل ملاحظه ای شبیه به خورشید ما ولی جوانتر می باشد. این تیم، سِن این ستاره را فقط ۴۰۰ تا ۶۰۰ میلیون سال، محاسبه کرده اند، که با سِن برآورد شده از دوره چرخش آن، سازگار می باشد.

 این سِن، به شدت با زمانی که حیات بر روی زمین پدیدار شد، مطابقت دارد. به عنوان یک نتیجه، مطالعه ی کاپاستی، می تواند دیدگاه هایی در مورد تاریخ آغازین سامانه ی خورشیدی ما بدهد. مانند دیگر ستاره های این سِنی، کاپا ستی از نظر مغناطیسی بسیار فعال است. سطح آن مملو از لکه های خورشیدی بزرگ، مانند لکه های خورشیدی ما، اما بزرگتر و پر تعداد تر می باشد. همچنین این ستاره، یک جریان مداوم پلاسما و یا گازهای یونیزه شده را به فضای بیرون می راند. تیم تحقیقاتی دریافت که بادهای ستاره ای آن ۵۰ برابر قویتر از بادهای خورشید ما می باشد.

 مشاهدات انجام شده با تلسکوپ ۲٫۰ متری برنارد لیوت - Bernard Lyot - در رصدخانه ی پیک دو میدی درفرانسه، نشان می دهد که “کاپا ستی”، یک ستاره ی خورشید مانند با سِن ۴۰۰-۶۰۰ میلیون سال می باشد.

چنین باد ستاره ای شدیدی، اتمسفر هر نوع سیاره ای را در منطقه ی قابل سکونت، تخریب می کند، مگر آنکه سیاره توسط یک میدان مغناطیسی محافظت گردد. در نهایت سیاره ی بدون میدان مغناطیسی، بیشترحجم اتمسفر خود را از دست می دهد. در سامانه ی خورشیدی ما، سیاره مریخ دچار این سرنوشت شده و از یک سرزمین گرم برای اقیانوس ها نمکی، تبدیل به یک بیابان خشک و سرد شده است.

 تیم تحقیقاتی، بادهای ستاره ای قوی “کاپا ستی” و اثر آن را بر روی یک کره ی زمین جوان، مدل کردند. انتظار می رود که میدان مغناطیسی اولیه ی زمین تا حدی قویتر و یا کمی ضعیفتر از اندازه ی امروزی آن بوده باشد. بسته به قدرت در نظر گرفته شده، محققان دریافتند که منطقه ی محفاظت شده ی حاصل یا مغناطکره، برای زمین باید در حدود یک سوم تا یک دوم بزرگتر از وضعیت امروزی آن بوده باشد. “دو ناسیمنتو” می گوید: «کره ی زمین اولیه، این مقدار محافظتی را که امروزه دارد، نداشته است، اما مقدار محافظت کافی را دارا بوده است. »

 این مدل کامپیوتری، میدانمیدان مغناطیسی ستاره ی کاپا ستی را با خطوط خاکستری رنگ نشان میدهد که به صورت حلقه هایی از سطحش بیرون آمده اند. این ستاره ی جوان خورشید مانند،باد های ستاره ای ۵۰ برابر قویتر از خورشید ما را تولید می کند.

 همچنین “ستاره ی کاپا ستی” شواهدی را از « اَبَر فوران ها» نشان داده است - فوران های عظیمی که انرژِی آزاد شده ی آنها، ۱۰ تا ۱۰۰ میلیون بار بیشتر از بزرگترین فوران هایی است که تا کنون بر روی خورشید خودمان مشاهده شده است . این چنین فوران های پر انرژی می توانند اتمسفر سیارات را تخریب کنند - محققان امیدوارند با مطالعه ی ستاره ی کاپا ستی، دریابند که این سیاره در چه بازه های زمانی، تولید اَبَر فوران می کند، و درنتیجه پی ببرند که خورشید ما زمانی که جوان بوده است، در چه بازه های زمانی، فوران داشته است.

مترجم: آرمان باریکان

سایت علمی بیگ بنگ

منبع: phys.org

انتخاب و گردآوری :مهرداد نورائی

میدان مغناطیسی بسیاری از سیارات فراخورشیدی از خود در برابر بادهای ستاره‌ای و پرتوهای کیهانی محافظت می‌کند. بنابراین این سیارات فراخورشیدی می‌توانند دست‌کم از این نظر برای زندگی مناسب باشند.

تا چند سال پیش بحث سیارات فراخورشیدی فقط به مباحث نظری سیاره شناسان محدود می شد، اما نگاهی به عالم ستاره ها این ظن را به وجود آورد که آیا جز خورشید در اطراف ستارگان دیگر نیز سیاراتی در حال چرخش هستند؟ پس از بررسی های بسیار، نخستین نشانه ها از یک سیاره فراخورشیدی یافت شد و تاکنون بیش از 900 سیاره فراخورشیدی شناخته و تائید شده اند و هزاران سیاره دیگر نیز در انتظار تائید به سر می برند.

برخی از آنها در نقاط قابل سکونت در ستاره خود ـ نقاطی که آب مایع برای زندگی وجود دارد ـ در حال چرخش هستند، اما بیشتر آنها سیارات بزرگ گازی هستند که برای زندگی نامناسب تشخیص داده شده اند. با وجود داشتن این همه سیاره فراخورشیدی چه عاملی زندگی کردن در آنجا را امکان پذیر می کند؟

دو پژوهشگر کلمبیایی بررسی کرده اند اگر سیارات فراخورشیدی توسط میدان مغناطیسی محافظت شوند، آیا آن سیارات شرط لازم برای حفاظت از حیات را خواهند داشت؟ جریان شدید ذرات باردار که از ستارگان منتشر می شوند (باد ستاره ای) یا پرتوهای کیهانی همواره درحال تاختن در فضا هستند و کره زمین به واسطه میدان مغناطیسی خود که باعث تغییر مسیر بخش عظیمی از این ذرات پرانرژی می شود، در امان است.

بیشتر سیارات فراخورشیدی که تا امروز کشف شده اند در دسته سیارات غول پیکر گازی مثل مشتری و زحل قرار می گیرند. این سیارات قطعا نمی توانند میزبان حیات از نوعی که ما می شناسیم باشند، اما یافته های تلسکوپ فضایی کپلرنشان از آن دارد که شاید سیارات فراخورشیدی سنگی وجود داشته باشند که مانند قمر به دور سیارات ابرغول فراخورشیدی در حال چرخیدن هستند.

حال سوال اینجاست که آیا این سیارات سنگی می توانند در حفاظ میدان مغناطیسی سیاره ای که سیاره دور آن می چرخد، شرایط لازم برای حیات را کسب کنند؟

باد شدید ستاره ای فضای مغناطیسی بسیار حجیم را هم پس می زند؛ بنابراین یک سیاره فراخورشیدی برای قابل سکونت شدن نباید به ستاره خود بسیار نزدیک باشد. چرا که عواملی چون فشارهای جزر و مد گرانشی به فعل و انفعالات داخلی منجر می شود که از آن با عنوان فعالیت های آتشفشانی گرانشی یاد می شود، مانند آتشفشانی که در یکی از قمرهای سیاره مشتری به نام Io به ثبت رسیده است. عامل دیگر، انرژی ساطع شده از سیاره است که باعث به هم ریختگی تاثیر گلخانه ای روی سیاره فراخورشیدی می شود (تصور می شود بخار حاصل از آب موجود در این سیاره، به صورت گاز گلخانه ای قوی است که بدون آن سیاره قابل سکونت نخواهد بود). بر این اساس، سیاره فراخورشیدی به جهنمی سوزان، مانند زهره تبدیل می شود. ستاره شناسان برای اجتناب از این دو خطر، حداقل فاصله را برای استقرار این قبیل سیارات اندازه گیری کرده اند و کاوشگران این فاصله را برای سیارات فراخورشیدی قابل اکتشاف (سیاراتی که حداقل دو برابر اندازه مریخ هستند) و سیاره ای که سیاره اصلی آنها به دور ستارگان بسیار سوزان ـ ستارگانی با 0.7 حجم خورشیدی ـ نمی چرخند تخمین زده اند. از آنجا که میدان مغناطیسی به ترکیبات سیارات بستگی دارد، کاوشگران پس از بررسی بهتر این ترکیبات این نتایج را دقیق تر اعلام خواهند کرد. بعلاوه، برخی ذرات باردار به داخل فضای مغناطیسی نفوذ می کنند که باید تاثیر آنها نیز روی شرایط زندگی بررسی شود، اما با وجود اینها هنوز جای امیدواری هست که روزی بتوان در این سیارات خارج از منظومه شمسی نیز سکونت داشت.

Hupaa

اگرچه رقابت برای گردشگری در فضا بسیار بالا گرفته، اما کارایی این سفرهای بین کهکشانی با مانع جدیدی روبرو شده است.به گزارش سرویس علمی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، علاوه بر خطرات کنونی سفرهای فضایی برای سلامت انسان، پژوهش جدید محققان دانشگاه روچستر برای اولین بار نشان داده که شرایط فضا می‌تواند برای مغز نیز مضر باشد چرا که تابش کیهانی ممکن است منجر به آلزایمر شود.میدان مغناطیسی زمین بطور کلی از سیاره و ساکنانش در مدار زیر زمین از این تابش کیهانی محافظت می‌کند، اما هنگامی که فضانوردان مدار را ترک کنند، با بارش مداوم ذرات مختلف رادیواکتیو مواجه خواهند شد.به گفته دانشمندان، قرار گرفتن در معرض سطوح تابشی معادل یک ماموریت در مریخ می‌تواند منجر به مشکلات شناختی و تسریع در تغییرات در مغز که با آلزایمر مرتبط هستند، شود.آزمایشات بر روی موشهای مبتلا به مدلهای آلزایمر نشان داد که آنها پس از قرار گرفتن در معرض دوزهای مختلف تابش از جمله سطوح قابل مقایسه با آنچه فضانوردان در ماموریتهایی مانند سفر به مریخ تجربه می‌کنند، بسیار زودتر از زمان رایج پیدایش علائم، دچار اختلال عصبی می‌شدند.مغز این موشها همچنین علائمی از تغییرات عروقی و میزان انباشت بیش از حد پلاکهای پروتئین را نشان داد که از نشانه‌های آلزایمر است.فضانوردان با توصیه‌های مناسب می‌توانند از خود در برابر برخی از انواع تابش محافظت کنند، اما همیشه گونه‌های دیگری از تابش کیهانی وجود دارد که بطور موثر نمی‌توان خود را از آنها حفظ کرد.هرچه یک فضانور زمان بیشتری را در فضای عمیق بگذراند، مواجهه با این تابش بیشتر است که این امر می‌تواند به یکی از نگرانی‌های بزرگ ناسا تبدیل شود چرا که این سازمان قصد دارد یک ماموریت سرنشین‌دار را در سال 2021 به یک سیارک و در سال 2035 به مریخ بفرستد.سفر رفت و برگشت به مریخ حدود سه سال طول خواهد کشید.ناسا هزینه مالی تحقیقات در زمینه تعیین خطرات احتمالی سلامت در سفر فضایی را برای 25 سال تامین کرده تا بتواند اقدامات احتیاطی را آماده ساخته و از ایمنی ارسال زنان و مردان فضانورد به ماموریتهای فضای عمیق اطمینان حاصل کند.پژوهش‌های دیگر احتمال بروز سرطان، مشکلات عروقی و تاثیر عضلانی اسکلتی تابش کیهانی را نشان داده‌اند؛ اما این اولین بار است که یک پژوهش به بررسی تاثیرات احتمالی این تابشها بر انحطاط عصبی و بطور خاص آلزایمر پرداخته است.این محققان که اکنون هشت سال است با ناسا همکاری می‌کنند، تاثیر یک شکل خاص از تابش موسوم به ذرات با جرم و بار بالا (HZE) را بررسی کرده‌اند که با نیروی ستارگان منفجر شده و با سرعت بالا در فضا حرکت کرده و شکلهای مختلفی دارند.برای این پژوهش، دانشمندان از ذرات آهن استفاده کردند. برخلاف پروتونهای هیدروژن که با جرقه‌های خورشیدی تولید می‌شوند، جرم ذرات (HZE) مانند آهن در ترکیب با سرعت بالا، آنها را قادر به نفوذ در اجسام جامد مانند دیوار و سپر محافظ یک فضاپیما می‌کند.