۱۰ سیاره شبیه زمین که قابلیت سکونت دارند + عکس و مشخصات

از زمان تأیید نخستین سیاره فراخورشیدی در سال ۱۹۹۵ که به دور ستاره ای خورشیدسان می چرخید، دانشمندان بیش از ۵۰۰۰ جهان دوردست را شناسایی کرده اند

بیش از نیمی از این کشفیات مدیون تلسکوپ فضایی کپلر ناسا است؛ تلسکوپی که در سال ۲۰۰۹ با هدف سنجش میزان فراوانی سیاره های زمین سان در کهکشان راه شیری پرتاب شد و در سال ۲۰۱۸ پس از کشف بیش از ۲۶۰۰ سیاره فراخورشیدی به کار خود پایان داد

کشف نخستین «زمین بیگانه» واقعی، رویایی دیرینه برای ستاره شناسان است و یافته های اخیر نشان می دهند که جهان های صخره ای کوچک مشابه سیاره ما، در کهکشان بسیار فراوان هستند

با این حال برای اینکه یک سیاره کاندیدای مناسبی برای حیات باشد، باید ساختاری سنگی و ابعادی نسبتاً کوچک داشته باشد و در منطقه قابل سکونت (Goldilocks Zone) ستاره خود گردش کند؛ منطقه ای که در آن شرایط دمایی اجازه وجود آب مایع را روی سطح سیاره می دهد

امروزه با پیشرفت ابزارهای رصدی، پارامترهای کلیدی دیگری نظیر ترکیب اتمسفری و فعالیت مغناطیسی ستاره مادر نیز ارزیابی می شوند، در حالی که دستیابی به «زمین شماره ۲» همچنان دشوار است، در ادامه به یکی از شبیه ترین همتایان شناخته شده زمین می پردازیم، ذکر این نکته الزامیست که تمامی تصاویر توسط شبیه ساز ناسا ساخته شده اند

۱- گلیزه ۶۶۷سی سی (Gliese ۶۶۷Cc)

• فاصله از زمین: ۲۲ سال نوری
• جرم: حداقل ۴.۵ برابر جرم زمین
• طول یک سال: ۲۸ روز زمینی
• نوع ستاره میزبان: کوتوله سرخ (Red Dwarf)

سیاره گلیزه ۶۶۷Cc در فاصله ۲۲ سال نوری از زمین واقع شده و طبق داده های آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا (JPL)، جرمی معادل حداقل ۴.۵ برابر زمین دارد

مدار گردش این سیاره به دور ستاره میزبان بسیار کوتاه است و تنها ۲۸ روز طول می کشد؛ اما از آنجا که ستاره میزبان یک کوتوله سرخ و بسیار خنک تر از خورشید است، این دوره مداری کوتاه باعث می شود سیاره درون منطقه قابل سکونت ستاره قرار بگیرد

این سیاره با استفاده از تلسکوپ ۳.۶ متری رصدخانه جنوبی اروپا (ESO) در شیلی کشف شد با این حال، نزدیکی بیش از حد به ستاره میزبان می تواند آن را در معرض خطر شعله های شدید ستاره ای قرار دهد

توضیحات تکمیلی علمی

گلیزه ۶۶۷Cc بخشی از یک سامانه ستاره ای سه تایی (Gliese ۶۶۷ A، B، C) است، حضور سه ستاره در این سامانه پیچیدگی های گرانشی خاصی ایجاد می کند که پایداری مداری طولانی مدت سیاره را تحت تأثیر قرار می دهد

به دلیل نزدیکی مدار به ستاره کوتوله سرخ، احتمال بسیار بالایی وجود دارد که این سیاره دچار قفل جشری شده باشد؛ به این معنا که یک نیمکره آن همیشه رو به ستاره (روز دائمی) و نیمکره دیگر در تاریکی مطلق و سرمای همیشگی قرار دارد

ستاره های کوتوله سرخ مستعد فوران های پرانرژی (اشعه ایکس و فرابنفش) هستند، مطالعات منتشر شده در مجلات اخترشناسی نشان می دهند که چنین شعله های قدرتمندی می توانند به مرور زمان اتمسفر اولیه سیاره را فرسوده کرده و حفظ جو پایدار را با چالش جدی مواجه سازند

۲- کپلر-۲۲بی (Kepler-۲۲b)

• فاصله از زمین: ۶۰۰ سال نوری
• اندازه (شعاع): حدود ۲.۴ برابر زمین
• طول یک سال: ۲۹۰ روز زمینی
• نوع ستاره میزبان: ستاره رده G (مشابه خورشید ما، اما کمی کوچک و سرد)

سیاره کپلر-۲۲ بی در فاصله ۶۰۰ سال نوری از ما قرار دارد، این سیاره نخستین سیاره کشف شده توسط تلسکوپ کپلر بود که در منطقه قابل سکونت ستاره میزبان خود شناسایی شد اما با این حال، به طور قابل توجهی بزرگ تر از زمین است و ابعاد آن به حدود ۲.۴ برابر سیاره ما می رسد

هنوز کاملاً روشن نیست که این «ابرزمین» (Super-Earth) ساختاری صخره ای دارد، اقیانوسی است یا حالت گازی به خود گرفته است، طول یک سال این سیاره ۲۹۰ روز است که شباهت زیادی به سال ۳۶۵ روزه زمین دارد

توضیحات تکمیلی علمی

سیاره هایی با شعاع بین ۱.۵ تا ۲.۵ برابر زمین معمولاً در مرز میان سیاره های صخره ای (پرتراکم) و مینی نپتون ها (دارای جوّ غلیظ گازی) قرار دارند، مطالعات طیف سنجی و مدل سازی های چگالی نشان می دهند که بدون اندازه گیری دقیق جرم و ترکیب دقیق جوّی، تعیین قابلیت سکونت قطعی در چنین ابعادی دشوار است

مدل سازی های آب وهوایی نشان داده اند که اگر کپلر-۲۲ بی دارای یک جوّ متراکم باشد، می تواند اثر گلخانه ای پایداری را تجربه کند که دمای سطح آن را برای وجود آب مایع مطبوع نگه می دارد، هرچند جوّ بیش از حد غلیظ می تواند منجر به گرمای شدید (مشابه اثر گلخانه ای فرار در زهره) شود

۳- کپلر-۶۹سی (Kepler-۶۹c)

• فاصله از زمین: حدود ۲۷۰۰ سال نوری
• اندازه: حدود ۷۰ درصد بزرگ تر از زمین
• طول یک سال: ۲۴۲ روز زمینی
• نوع ستاره میزبان: ستاره ای با درخشش حدود ۸۰ درصد خورشید ما

سیاره کپلر-۶۹سی در فاصله حدود ۲۷۰۰ سال نوری از زمین واقع شده و جثه آن حدود ۷۰ درصد بزرگ تر از زمین است؛ در نتیجه، پژوهشگران همچنان درباره ساختار درونی و ترکیب ترکیبات آن دچار تردید هستند

طول یک سال این سیاره ۲۴۲ روز است که از نظر جایگاه مداری، آن را بسیار شبیه به سیاره زهره (ناهید) در سامانه خورشیدی خودمان می کند با این وجود، از آنجا که ستاره میزبان آن حدود ۸۰ درصد خورشید نورانی است، این سیاره همچنان در مرزهای درونی منطقه قابل سکونت جای می گیرد

توضیحات تکمیلی علمی

هنگام کشف اولیه، برخی مدل سازی های اولیه پیشنهاد می کردند که کپلر-۶۹سی ممکن است بیشتر به زهره شباهت داشته باشد تا زمین؛ به این معنا که به دلیل تابش دریافتی بالا، سطح آن ممکن است دچار حرارت مفرط و اقیانوس های تبخیرشده باشد

با این حال، مقالات بعدی اخترشناسی تأکید می کنند که وضعیت نهایی آن به شدت به فشار و ترکیب جوّی سیاره وابسته است

فاصله ۲۷۰۰ سال نوری به این معناست که نور و داده های دریافتی از این سامانه بسیار ضعیف هستند و تحلیل دقیق طیف جوّی آن با فناوری های تلسکوپی فعلی (مانند جیمز وب) یکی از چالش های بزرگ اخترشناسان رصدی محسوب می شود

۴- کپلر-۶۲اف (Kepler-۶۲f)

• فاصله از زمین: حدود ۱۲۰۰ سال نوری
• اندازه: حدود ۴۰ درصد بزرگ تر از زمین
• طول یک سال: ۲۶۷ روز زمینی
• نوع ستاره میزبان: ستاره کوتوله بسیار سردتر و کم نورتر از خورشید

طبق داده های ناسا، کپلر-۶۲اف حدود ۴۰ درصد بزرگ تر از زمین است و به دور ستاره ای بسیار سردتر از خورشید ما می چرخد وطول یک سالِ ۲۶۷ روزه این سیاره، آن را به شکلی کاملاً متوازن در مرکز منطقه قابل سکونت قرار می دهد

اگرچه مدار این سیاره به ستاره کوتوله خود نزدیک تر از فاصله زمین تا خورشید است، اما چون ستاره میزبان انرژی و نور بسیار کمتری تولید می کند، تعادل حرارتی مناسبی برقرار می شود

این سیاره در فاصله ۱۲۰۰ سال نوری از ما قرار دارد و به دلیل ابعاد نسبتاً کوچک تر نسبت به سایر همتایان، در زمره نامزدهای اصلی سیاره های صخره ای قرار دارد که پتانسیل داشتن اقیانوس های وسیع را دارا هستند

توضیحات تکمیلی علمی

مطالعات منتشر شده در مجلات معتبر اخترزیست شناسی (Astrobiology) نشان می دهند که کپلر-۶۲اف کاندیدای بسیار خوبی برای تبدیل شدن به یک «جهان اقیانوسی» است؛ سیاره ای که سطح آن کاملاً یا به صورت گسترده با لایه ای از آب پوشیده شده است

شبیه سازی های رایانه ای جوّ این سیاره نشان می دهند که حتی با وجود دریافت نور کمتر از ستاره سرد میزبان، اگر جوّ سیاره حاوی مقدار کافی گاز دی اکسید کربن باشد، اثر گلخانه ای حاصل می تواند از یخ زدگی کامل اقیانوس ها جلوگیری کرده و شرایط پایداری را برای حضور آب مایع فراهم سازد

۵- کپلر-۱۸۶اف (Kepler-۱۸۶f)

• فاصله از زمین: حدود ۵۰۰ سال نوری
• اندازه: حداکثر ۱۰ درصد بزرگ تر از زمین
• طول یک سال: (جزئیات دقیق مداری ذکر نشده است)
• نوع ستاره میزبان: کوتوله سرخ (Red Dwarf)

سیاره کپلر-۱۸۶اف در فاصله حدود ۵۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد. سیاره ای در این ابعاد احتمالاً ساختاری صخره ای دارد، این سیاره حداکثر ۱۰ درصد بزرگ تر از زمین است و به نظر می رسد در منطقه قابل سکونت ستاره میزبان خود، البته در لبه بیرونی آن جای گرفته است؛ به طوری که کپلر-۱۸۶اف تنها یک سوم انرژی ای را که زمین از خورشید دریافت می کند، از ستاره اش می گیرد

از آنجا که ستاره میزبان این سیاره یک کوتوله سرخ است، این جهان بیگانه یک همتای تمام عیار و دقیق برای زمین محسوب نمی شود

توضیحات تکمیلی علمی

از آنجا که کپلر-۱۸۶اف تنها کسری از انرژی دریافتی زمین را دریافت می کند، بدون داشتن یک جوّ بسیار متراکم و غلیظ از گازهای گلخانه ای (مانند دی اکسید کربن)، سطح آن به سرعت در اثر سرمای شدید منجمد می شود

مدل سازی های آب وهوایی نشان می دهند که اگر این سیاره جوّی عایق و پایدار داشته باشد، می تواند از یخ زدگی سراسری جلوگیری کرده و دمایی معتدل برای آب مایع فراهم کند

به دلیل انحراف ابعادی بسیار ناچیز نسبت به زمین (تنها ۱۰ درصد بزرگ تر)، این سیاره از نظر احتمال برخورداری از پوسته صخره ایِ پایدار، یکی از برجسته ترین موارد مطالعاتی در اخترزیست شناسی است

۶- کپلر-۴۴۲بی (Kepler-۴۴۲b)

• فاصله از زمین: ۱۱۹۴ سال نوری
• اندازه: ۳۳ درصد بزرگ تر از زمین
• طول یک سال: ۱۱۲ روز زمینی
• نوع ستاره میزبان: ستاره ای با ویژگی های مناسب برای تابش زیستی (سردتر از خورشید)

طبق بیانیه مطبوعاتی ناسا، سیاره کپلر-۴۴۲بی ۳۳ درصد بزرگ تر از زمین است و طول یک سالِ آن (یک دور گردش کامل به دور ستاره اش) هر ۱۱۲ روز زمینی به اتمام می رسد

کشف سامانه کپلر-۴۴۲ که در فاصله ۱۱۹۴ سال نوری از زمین واقع شده، در سال ۲۰۱۵ رسماً اعلام شد

توضیحات تکمیلی علمی

یک پژوهش کلیدی که در سال ۲۰۲۱ در نشریه معتبر Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (گزارش های ماهانه انجمن نجوم سلطنتی) منتشر شد، نشان داد که این سیاره فراخورشیدی ممکن است تابش نوری کافی برای حفظ و پشتیبانی از یک زیست کره وسیع و فعال را دریافت کند

محققان در این مطالعه احتمال انجام فرآیند فتوسنتز را در سیاره های مختلف بررسی کردند و دریافتند که کپلر-۴۴۲بی پرتوهای ستاره ای کافی را دریافت می کند؛ به این معنا که اگر شرایط جوّی و شیمیایی سیاره مساعد باشد، انرژی دریافتی آن برای حیات گیاهی و چرخه های زیستی پیچیده کاملاً کفایت می کند و به همین دلیل، آن را یکی از برترین و امیدبخش ترین نامزدهای سکونت پذیری در میان تمام جهان های کشف شده می دانند

۷- کپلر-۴۵۲بی (Kepler-۴۵۲b)

• فاصله از زمین: ۱۴۰۰ سال نوری
• اندازه: ۶۰ درصد بزرگ تر از زمین (۱.۶ برابر زمین)
• طول یک سال: ۳۸۵ روز زمینی (۲۰ روز طولانی تر از سال زمین)
• نوع ستاره میزبان: ستاره ای رده G بسیار مشابه خورشید ما (۱۰ درصد بزرگ تر از خورشید)

بر اساس داده های بخش سیاره های فراخورشیدی ناسا، کشف این جهان در سال ۲۰۱۵ اعلام شد و این سیاره نخستین جهانِ هم ابعاد با زمین است که به دور ستاره ای هم اندازه خورشید می چرخد

سیاره کپلر-۴۵۲بی ۶۰ درصد بزرگ تر از زمین است و ستاره میزبان آن (کپلر-۴۵۲) ۱۰ درصد از خورشید بزرگ تر می باشد، ستاره کپلر-۴۵۲ شباهت زیادی به خورشید ما دارد و این سیاره در منطقه قابل سکونت آن گردش می کند

کاشفان این سیاره اظهار داشته اند که کپلر-۴۵۲بی با ابعادی معادل ۱.۶ برابر زمین، «احتمالی بالاتر از ۵۰ درصد» برای برخورداری از ساختار صخره ای دارد

این سیاره در فاصله ۱۴۰۰ سال نوری از زمین قرار گرفته و طول یک سال آن تنها ۲۰ روز بیشتر از سال زمین است

توضیحات تکمیلی علمی

به دلیل شباهت بسیار زیاد ستاره میزبان به خورشید و جایگاه مداری پایدار، این سیاره در ادبیات اخترشناسی به عنوان پسرعموی ارشد زمین شناخته می شود

ستاره میزبان این سامانه حدود ۶ میلیارد سال عمر دارد (حدود ۱.۵ میلیارد سال پیرتر از خورشید ما)، مدل سازی های اخترفیزیکی نشان می دهند که با پیرتر شدن ستاره و افزایش تدریجی میزان درخشندگی آن، منطقه قابل سکونت به سمت بیرون جابجا شده است

در نتیجه، کپلر-۴۵۲بی ممکن است در معرض پدیده «اثر گلخانه ای فرار» (مشابه سرنوشت احتمالی آینده زمین یا وضعیت کنونی زهره) قرار گرفته باشد

۸- کپلر-۱۶۴۹سی (Kepler-۱۶۴۹c)

• فاصله از زمین: ۳۰۰ سال نوری
• اندازه: تنها ۱.۰۶ برابر زمین (بسیار نزدیک به ابعاد زمین)
• طول یک سال: ۱۹.۵ روز زمینی (به دلیل چرخش حول ستاره کوتوله سرخ)
• نوع ستاره میزبان: کوتوله سرخ (Red Dwarf)

هنگامی که داده های تلسکوپ فضایی کپلر ناسا مجدداً تحلیل شدند، دانشمندان موفق به کشف سیاره کپلر-۱۶۴۹سی شدند، این سیاره فراخورشیدی از نظر ابعاد شباهت زیادی به زمین دارد و در منطقه قابل سکونت ستاره خود گردش می کند

طبق گزارش ناسا، در جریان جمع آوری اولیه داده ها توسط تلسکوپ، یک الگوریتم کامپیوتری به اشتباه این جرم آسمانی را دسته بندی کرده بود، اما در سال ۲۰۲۰ مشخص شد که این جرم در واقع یک سیاره است

کپلر-۱۶۴۹سی در فاصله ۳۰۰ سال نوری از زمین قرار دارد و اندازه آن تنها ۱.۰۶ برابر زمین است

دانشمندان با مقایسه میزان نور دریافتی این سیاره از ستاره اش با نور دریافتی زمین از خورشید، دریافتند که این سیاره ۷۵ درصد از نور زمین را دریافت می کند

توضیحات تکمیلی علمی

از نظر ترکیبی از ابعاد نزدیک به زمین و میزان انرژی دریافتی (۷۵ درصد تابش خورشیدی)، کپلر-۱۶۴۹سی یکی از شبیه ترین و متوازن ترین گزینه ها به سیاره ما در میان کاتالوگ کپلر است

اگرچه شرایط دمایی این سیاره در محدوده مطلوب قرار دارد، اما استقرار در مدار یک ستاره کوتوله سرخ به این معناست که سیاره تحت بمباران ذرات باردار و فوران های شدید اشعه ایکس قرار دارد؛ عاملی که حفظ یا دوام یک جوّ پایدار را بدون داشتن میدان مغناطیسی قوی دشوار می سازد

۹- پروکسیما قنطورس بی (Proxima Centauri b)

• فاصله از زمین: تنها ۴ سال نوری (نزدیک ترین سیاره فراخورشیدی به زمین)
• جرم: ۱.۲۷ برابر جرم زمین
• طول یک سال: ۱۱.۲ روز زمینی
• نوع ستاره میزبان: کوتوله سرخ (Proxima Centauri)

بر اساس اعلام ناسا، سیاره پروکسیما قنطورس بی در فاصله فقط ۴ سال نوری از زمین واقع شده و نزدیک ترین سیاره فراخورشیدی شناخته شده به ما محسوب می شود

این سیاره که در سال ۲۰۱۶ کشف شد، جرمی معادل ۱.۲۷ برابر زمین دارد

اگرچه این سیاره در منطقه قابل سکونت ستاره خود (پروکسیما قنطورس) قرار دارد اما در معرض تشعشعات شدید فرابنفش قرار می گیرد، دلیل این امر، نزدیکی بسیار زیاد آن به ستاره میزبان و طول یک سالِ بسیار کوتاه ۱۱.۲ روزه آن است

توضیحات تکمیلی علمی

فاصله بسیار نزدیک این سیاره (۴ سال نوری) آن را به اصلی ترین هدف مفهومی برای پروژه های فناوری پیشرفته نظیر فضاپیماهای کوچک کاوشگر رباتیک تبدیل کرده است که البته با فناوری فعلی، حدود ۷۰ تا ۸۰ هزار سال (و شاید بیشتر) سفر به آن طول خواهد کشید

مدار بسیار نزدیک این سیاره به ستاره میزبان به این معناست که قطعی است دچار قفل جشری شده است به این معنا که یک نیمکره آن همیشه رو به ستاره (روز دائمی) و نیمکره دیگر در تاریکی مطلق و سرمای همیشگی قرار دارد

مقالات منتشر شده در مجلات اخترزیست شناسی نشان می دهند که بادهای ستاره ای قدرتمند پروکسیما قنطورس می توانند فشارهای شدیدی به جوّ سیاره وارد کنند؛ بنابراین، وجود حیات روی این همسایه کیهانی کاملاً به وجود یک سپر مغناطیسی درونی (مانند هسته مذاب فعال) برای دفع ذرات باد ستاره ای وابسته است

۱۰- تراپیست-۱ئی (TRAPPIST-۱e)

• فاصله از زمین: حدود ۴۰ سال نوری
• اندازه: هم اندازه و هم جرم با زمین (یکی از دقیق ترین همتایان صخره ای زمین)
• طول یک سال (دوره تناوب مداری): ۶.۱ روز زمینی
• نوع ستاره میزبان: کوتوله سرخ بسیار سرد (TRAPPIST-۱)

سیاره هایی که به دور ستاره تراپیست-۱ (TRAPPIST-۱) می چرخند، شامل بیشترین تعداد سیاره های هم اندازه زمین هستند که تاکنون در منطقه قابل سکونت یک ستاره واحد کشف شده اند

این سامانه شگفت انگیز در مجموع از هفت جهان صخره ای تشکیل شده است

اگرچه مطالعات اولیه نشان می داد که آب روی بیشتر این سیاره ها ممکن است در مراحل اولیه شکل سازی سامانه تبخیر شده باشد، اما پژوهشی که در سال ۲۰۱۸ منتشر شد نشان داد که برخی از این جهان ها می توانند حجمی از آب را در خود جای دهند که حتی از مجموع اقیانوس های زمین نیز بیشتر است

در این میان، سیاره تراپیست-۱ئی به عنوان مستعدترین و محتمل ترین گزینه در میان تمامی این هفت قلو برای پشتیبانی از حیات به شکلی که می شناسیم شناخته می شود

توضیحات تکمیلی علمی

مدارهای هر هفت سیاره این سامانه بسیار به یکدیگر و به ستاره میزبان نزدیک هستند (به طوری که مدار همه آن ها در فضایی کوچک تر از مدار عطارد جای می گیرد)

این سیاره ها در یک الگوی دقیق و موزونِ تشدید گرانشی نسبت به هم قرار دارند که به پایداری طولانی مدت سامانه کمک شایانی می کند

مقالات منتشر شده در مجلات معتبر اخترفیزیکی (مانند Nature و The Planetary Science Journal) تأکید می کنند که تراپیست-۱ئی از نظر میزان دریافت انرژی از ستاره میزبان، تعادل چگالی و پایداری ساختاری، بیشترین شباهت را به زمین دارد و مدل سازی های آب وهوایی نشان می دهند که جوّ آن پتانسیل بالایی برای حفظ تعادل حرارتی و داشتن اقیانوس های پایدار آب مایع داراست