آلفا قنطورس؛ آشنایی با نزدیکترین منظومه ستاره ای به زمین

آلفا قنطورس نزدیکترین منظومه ستاره‌ای به زمین است که احتمالا می‌تواند سکونت‌گاه آینده ما باشد. در این مقاله با آلفا قنطورس آشنا می‌شویم.

منظومه «آلفا قنطورس» (Alpha Centauri) نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به زمین است که فقط حدود ۴.۳ سال نوری با ما فاصله دارد. ازآنجایی‌که نزدیک‌ترین ستاره به زمین، پس از خورشید، در این منظومه قرار دارد، آلفا قنطورس همواره موردتوجه منجمان بوده است. در این مقاله، قصد داریم با منظومه ستاره‌ای آلفا قنطورس بیشتر آشنا شویم.

منظومه ستاره‌ای آلفا قنطورس

کشف این منظومه به حدود سال ۱۵۰ میلادی بازمی‌گردد. بررسی‌های تاریخی نشان داده است این منظومه اولین بار در این سال در کتاب «المجسطی» فهرست شده است. این کتاب را دانشمند بزرگ «بطلمیوس» نوشته است. در زمان بطلمیوس، این ستاره از اسکندریه مصر در 31 درجه شمالی قابل‌مشاهده بود اما حالا به‌دلیل انحراف طول و عرض جغرافیایی، دیگر در آن عرض جغرافیایی دیده نمی‌شود.

چند قرن بعد، سال 1592، منجمی انگلیسی به نام «رابرت هیوس» آلفا قنطورس را در اثرش به نام «Tractatus de Globis» معرفی کرد. او در توصیف این منظومه ستاره‌ای نوشت:‌ «اکنون فقط سه ستاره با قدر اول وجود دارد که من می‌توانم آن‌ها را در تمام آن بخش‌هایی که هرگز در انگلیس دیده نمی‌شوند، رصد کنم. اولین آنها ستاره درخشانی است که به آن سهیل می‌گویند، دومین ستاره آخر‌النهر و سومین ستاره آلفا قنطورس است که در پای راست صورت‌فلکی قنطورس قرار دارد.»

بااین‌حال، این منظومه در دوران باستان به‌خوبی مستند و ثبت شده بود اما اواخر دهه 1600 بود که ستاره‌شناسان متوجه شدند آلفا قنطورس در واقع منظومه‌ای چندستاره‌ای است. قنطورس در اساطیر یونانی نام موجودی نیمه‌انسان و نیمه‌اسب است که هرکول تصادفی او را زخمی کرده بود و پس از مرگش آن را در آسمان نشاند.

دسامبر 1689، کشیش فرانسوی، «ژان ریشو»، هنگام رصد یک دنباله‌دار درحال عبور متوجه شد آلفا قنطورس از ستارگان منفرد آلفا قنطورس ای (یا رجل قنطورس) و آلفا قنطورس بی (یا تولیمان) تشکیل شده است. این دومین منظومه ستاره‌ای دوتایی بود که کشف شد.

ستاره‌های منظومه آلفا قنطورس

آلفا قنطورس یک منظومه ستاره‌ای است که از یک جفت ستاره -ستاره دوتایی- و یک ستاره تکی کم‌نورتر تشکیل شده است. این ستاره کم‌نور «آلفا قنطورس سی» یا «پروکسیما قنطورس» نام دارد. این ستاره سال 1915 را ستاره‌شناس اسکاتلندی «رابرت توربرن آیتون اینس» کشف شد.

او این کشف را به کمک عکس‌هایی که در زمان‌های مختلف ثبت شده بودند، انجام داد. در این تصاویر، مشخص است که اندازه این ستاره با دیگر ستارگان تفاوت دارد. اینس از همین نکته استفاده کرد و با محاسبات دریافت که پروکسیما قنطورس بخشی از سیستم آلفا قنطورس است که نسبت به ستاره‌های دیگر به زمین نزدیک‌تر است.

پروکسیما قنطورس با فاصله 4.2 سال نوری از زمین، نزدیک‌ترین ستاره به زمین پس از خورشید است. پروکسیما قنطورس کوتوله‌ای قرمز با جرم حدود 12 درصد خورشید و قطر حدود 14 درصد آن است. بااین‌حال، چگالی آن حدود 33 برابر چگالی خورشید است.

این کوتوله قرمز ستاره پیش‌رشته اصلی است؛ یعنی فعالیت‌های هم‌جوشی به‌تازگی در هسته آن آغاز شده و طی تبدیل هیدروژن به هلیوم، انرژی ستاره تأمین می‌شود.

پروکسیما قنطورس با درخشندگی 0.17 درصد خورشید با سرعت کمتری نسبت به آن انرژی تولید می‌کند؛ بنابراین درحالی‌که پیش‌بینی می‌شود ستاره ما طول عمری حدود 10 میلیارد سال داشته باشد، پروکسیما قنطورس 4 تریلیون سال دیگر در این شاخه از تکامل ستاره‌ای باقی می‌ماند.

اگرچه پروکسیما قنطورس از خورشید بیشتر عمر خواهد کرد، سرنوشتی مشابه خورشید خواهد داشت؛ هنگامی که ذخایر هیدروژن آن تمام شد، در قالب کوتوله‌ سفید درحال دود شدن به زندگی خود پایان خواهد داد. این ستاره جرم کافی برای تبدیل شدن به ستاره نوترونی یا سیاهچاله ر ندارد.

رصد پروکسیما قنطورس

پروکسیما قنطورس ستاره‌ای کم‌نور با قدر 11.05 است؛ بنابراین معمولاً با چشم غیرمسلح دیده‌ نمی‌شود. بااین‌حال، ازآنجایی‌که ستاره‌ای شعله‌ور است، مستعد انفجارهای ناگهانی و درخشندگی ناشی از فعالیت مغناطیسی است.

این فعالیت‌ها شراره‌های قدرتمندی ایجاد می‌کند که می‌توان از روی زمین آن‌ها را دید. سال 2019، محققان یکی از بزرگ‌ترین شراره‌های ستاره‌ای ثبت‌شده‌ در کهکشان راه‌ شیری را که از پروکسیما قنطورس بیرون آمده‌ بود، مشاهده کردند.

این جت پلاسما که فقط 7 ثانیه دوام آورد، حدود 100 برابر قدرتمندتر از هر شراره‌ای بود که تابه‌حال از خورشید بیرون آمده‌ است.

ستاره‌های دوتایی منظومه آلفا قنطورس

جزء دیگر منظومه آلفا قنطورس که در فاصله 4.4 سال نوری از ما قرار دارد، یک جفت ستاره به نام‌های «آلفا قنطورس A» و «آلفا قنطورس B» است.

آلفا قنطورس A یا «رجل قنطورس» درخشان‌ترین عضو این منظومه ستاره‌ای است. این ستاره، مانند پروکسیما قنطورس، هنوز در پیش‌رشته اصلی خود هست. رجل القنطورس به‌معنای پای قنطورس در عربی است.

رجل قنطورس بزرگ‌تر و پرجرم‌تر از خورشید است. قطر آن 1.2 برابر خورشید و جرمش 1.1 برابر است. دمای سطح این ستاره حدود 5500 درجه سانتی‌گراد است.

آلفا قنطورس A از نظر گرانشی در منظومه‌ای دوتایی با «تولیمان» (آلفا قنطورس B) قفل شده است به‌طوری‌که مدار گردش خود در این منظومه دوتایی را هر ۲۲ روز زمینی کامل می‌کند. تولیمان ستاره‌ پیش‌رشته اصلی نارنجی است که کوچک‌تر و کم‌جرم‌تر از خورشید است. قطر آن 86 درصد و جرم آن 97 درصد خورشید محسوب می‌شود. تولیمان به‌معنای دو شترمرغ نر است.

دمای سطح تولیمان حدود 5000 درجه سانتی‌گراد است؛ یعنی تولیمان از خورشید سردتر است.

پروکسیما قنطورس از نظر گرانشی به این سیستم دوتایی متصل است. تحقیقات منتشرشده سال 2017 نشان داد حدود 500 هزار سال طول می‌کشد پروکسیما قنطورس یک بار به دور این ستاره دوتایی بچرخد. همچنین این مطالعه نشان داد مدار پروکسیما قنطورس به دور رجل قنطورس و تولیمان ممکن است بر تکامل سیاراتی که به دور این سه ستاره می‌چرخند، تأثیر داشته باشد.

آیا آلفا قنطورس سیاراتی دارد؟

باتوجه‌به اینکه آلفا قنطورس نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به زمین است، شاید تعجب‌آور نباشد که این منطقه محل جستجوی سیارات فراخورشیدی است. در واقع، ستاره‌شناسان چندین سیاره مشکوک به حیات را در این منظومه مشاهده کرده‌اند اما این منظومه به‌کلی سه سیاره تأییدشده دارد که هر سه اطراف پروکسیما قنطورس هستند. هیچ‌یک از اکتشافات دیگر تأیید نشده است.

از 2023، پنج سیاره نامزد در این منظومه شناسایی شده‌اند: سه سیاره درحال گردش به دور پروکسیما قنطورس (آلفا قنطورس C) و دو سیاره درحال گردش به دور تولیمان (آلفا قنطورس B).

اولین سیاره در اطراف تولیمان، سیاره فراخورشیدی «آلفا قنطورس BB» بود که سال 2012 وجودش محتمل دانسته شد. فاصله این جرم از ستاره تولیمان، ده برابر کمتر از فاصله عطارد به خورشید تخمین زده شد؛ درنتیجه حتی اگر وجود آلفا قنطورس BB تأیید شود، دمای سطح آن بسیار بالا خواهد بود به‌طوری‌که سطح آن مملو از گدازه باشد.

سیاره احتمالی دیگر در اطراف تولیمان ممکن است شرایط مساعدتری داشته باشد. «آلفا قنطورسBC» سیاره‌ای شبه‌زمین تصور می‌شود که از طریق نور ستاره تولیمان هنگام عبور از کنارش مشاهده شد. این سیاره تقریباً به اندازه زمین است و مداری بیست‌روزه دارد.

سیارات پروکسیما قنطورس

ستاره‌شناسان درمورد اطلاعات سیاراتی که به دور پروکسیما قنطورس می‌چرخند، اطمینان بیشتری دارند. به گفته ناسا، «پروکسیما قنطورس B» که سال 2016 کشف شد، سیاره‌ای است مشابه زمین که در فاصله‌ای حدود 5 درصد فاصله زمین و خورشید دور پروکسیما قنطورس می‌چرخد.

این سیاره دارای جرمی حدود جرم زمین و شعاع کمی بزرگ‌تر است اما به‌دلیل نزدیکی به ستاره خود، فقط 11.2 روز زمینی طول می‌کشد مداری را تکمیل کند.

پروکسیما قنطورس B به ستاره خود بسیار نزدیک‌تر از زمین به خورشید است اما به‌دلیل خروجی کم انرژی ستاره کوتوله قرمز، همچنان در منطقه قابل‌سکونت پروکسیما قنطورس قرار دارد.

دورتر از پروکسیما قنطورس B، حدود 1.5 واحد نجومی از ستاره پروکسیما قنطورس و خارج از منطقه قابل‌سکونت آن، سیاره فراخورشیدی کوچک دیگری به نام «پروکسیما قنطورس C» قرار دارد که حدود هفت برابر زمین است و هر 1900 روز زمینی یک بار دور ستاره خود می‌چرخد.

این سیاره اولین بار سال 2019 از تغییراتی که در حرکت ستاره‌اش ایجاد کرد، مشاهده شد. وجود پروکسیما قنطورس C سال 2020 با تصاویری از تلسکوپ فضایی هابل که سال 1995 گرفته‌ شده‌ بود، تأیید شد. این شواهد باعث می‌شود آن را یکی از معدود سیارات فراخورشیدی بدانیم که وجودش از نظر بصری تأیید شده‌ است.

سال 2022، سیاره سومی اطراف پروکسیما قنطورس کشف شد که «پروکسیما قنطورس D» نام دارد. این سیاره حدود یک‌چهارم زمین جرم دارد و حدود 3 درصد فاصله زمین و خورشید به دور ستاره خود می‌چرخد.

پروکسیما قنطورس D هر پنج روز زمینی یک دور مدار آن را کامل می‌کند. این یکی از سبک‌ترین سیارات فراخورشیدی است که ستاره‌شناسان تاکنون ثبت کرده‌اند. این کشف باور ما را درباره تعداد سیارات کم‌جرم، مانند زمین که ممکن است قابل‌سکونت باشند، تغییر داد. همچنین ثابت کرد اکنون ظرفیت فنی برای یافتن‌ آنها با استفاده از ابزارهای پیشرفته را داریم. از جرم بسیار کم این سیاره، می‌توان نتیجه گرفت احتمالاً ترکیبی سنگی، مانند زمین و مریخ دارد.

آیا رجل قنطورس سیاره‌ای دارد؟

علاوه‌بر این سیارات، سال 2021، اخترشناسان نشانه‌های احتمالی سیاره‌ای فراخورشیدی را که دور رجل قنطورس می‌چرخد، در منطقه قابل‌سکونت ستاره مشاهده کردند. اگرچه ممکن است چیزی که مشاهده شد، قرص گردوغبار باشد، اگر تأیید شود، نام موقت C1 برای آن انتخاب می‌شود.

آیا انسان‌ها می‌توانند در آلفا قنطورس زندگی کنند؟

می‌دانیم که آلفا قنطورس نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به منظومه شمسی ماست و از وجود سیارات مشابه زمین در آنجا کاملاً مطمئنیم. سؤال این است که آیا انسان‌ها می‌توانند آنجا زندگی کنند؟

باتوجه‌به شباهت‌های خورشید در انواع طیفی، نوع ستاره، سن و ثبات احتمالی مدارها، پیشنهاد شده‌ است این منظومه ستاره‌ای می‌تواند یکی از بهترین مکان‌ها برای حیات فرازمینی باشد.

اما مسلماً بزرگ‌ترین چالشی که ما در ساختن‌ خانه جدید در این منظومه با آن روبرو هستیم، پیمودن‌ فاصله بسیار زیاد تا این سه ستاره است. آلفا قنطورس نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به زمین است اما هنوز بیش از 4 سال نوری از ما فاصله دارد. این فاصله معادل 37.8 تریلیون کیلومتر است.

برای پیمودن‌ چنین مسافت زیادی، به فضاپیمایی بسیار سریع‌تر یا روش دیگری برای سفر نیاز داریم. به گفته‌ ناسا، شاتل فضایی دیسکاوری (که سال 2011 بازنشسته شد) با سرعتی حدود 28000 کیلومتر در ساعت حرکت می‌کند. حتی با حرکت مداوم در این سرعت، بیش از 148000 سال طول می‌کشد به آلفا قنطورس برسیم.

حتی زمانی که فضاپیمای اوریون، کپسول برنامه آرتمیس، آماده حمل انسان باشد، حداکثر سرعت آن حدود 32000 کیلومتر در ساعت خواهد بود. این سرعت کاهش قابل‌توجهی در مدت سفر به پروکسیما قنطورس ایجاد می‌کند.

تنها فضاپیماهایی که تاکنون از منظومه شمسی خارج شده‌اند، وویجر 1 و 2 هستند و ناسا تخمین می‌زند حتی با سرعت بیش از 56000 کیلومتر در ساعت، سفر وویجر 1 و 2 برای رسیدن به مرز نامشخص بین منظومه شمسی و پروکسیما قنطورس نزدیک به 40 هزار سال طول می‌کشد.

این بدان معناست که ممکن است بیش از 80 هزار سال طول بکشد فضاپیما به خود ستاره برسد.

آیا آلفا قنطورس به زمین نزدیک‌تر می‌شود؟

ستارگان و سیارات آلفا قنطورس درحال حرکت به‌سمت زمین هستند اما سرعت آنها بسیار آهسته است.

این منظومه حدود 30 هزار سال آینده در نزدیک‌ترین نقطه خود به منظومه شمسی خواهد بود. به بیان دقیق‌تر، فاصله ستاره از ما در آن زمان حدود 3 سال نوری خواهد بود.

سپس 3 هزار سال بعد، منظومه ستاره‌ای دوباره از منظومه شمسی دور می‌شود و پروکسیما قنطورس دیگر نزدیک‌ترین همسایه ستاره‌ای خورشید نخواهد بود. در این مرحله، ستاره دیگری به‌ نام «Ross 248» این جایگاه را تصاحب می‌کند.

مأموریت‌های آینده

آلفا قنطورس اولین هدف اکتشافات بین‌ستاره‌ای سرنشین‌دار یا روباتیک است. با استفاده از فناوری‌های کنونی فضاپیماها، عبور از فاصله بین خورشید و این ستاره چندین هزار سال طول می‌کشد. بااین‌حال در 20 سال آینده، استفاده از پیش‌رانش پالس هسته‌ای یا فناوری بادبان نور لیزر می‌تواند سفر به آلفا قنطورس را ممکن کند.

هدف از چنین مأموریتی پروازی برون‌منظومه‌ای و احتمالاً عکس‌برداری از سیاراتی است که ممکن است در این منظومه وجود داشته‌ باشند.

ناسا نیز سال 2017 طرحی را منتشر کرد که در آن فضاپیمایی را سال 2069 به آلفا قنطورس می‌فرستد. این تاریخ مصادف با صدمین سالگرد فرود انسان در ماه (سال 1969) در آپولو 11 است.

کارشناسان ناسا می‌گویند حتی با سرعتی حدود 10 درصد سرعت نور (108 میلیون کیلومتر در ساعت) ممکن است 44 سال طول بکشد تا فضاپیمایی به این منظومه ستاره‌ای برسد. چهار سال دیگر نیز طول می‌کشد تا سیگنالی به زمین ارسال کند. این طرح هم‌اکنون در حالت خام باقی مانده است.

خلاصه

آلفا قنطورس، پس از خورشید، نزدیک‌ترین منظومه ستاره‌ای به زمین است. دو ستاره درخشان این منظومه آلفا قنطورس A و B هستند. اما این دو تنها عضو این منظومه نیستند. سومین و کم‌نورترین ستاره آلفا قنطورس، آلفا قنطورس C یا پروکسیما قنطورس است. ستاره‌شناس اسکاتلندی «رابرت اینس» سال 1915 این ستاره را کشف کرد و نزدیک‌ترین ستاره به خورشید بین ستارگان دیگر منظومه محسوب می‌شود. سیارات اطراف این ستاره‌ها محتمل‌ترین کاندیدای حیات فرازمینی شناخته می‌شوند.

سؤالات متداول