لسنوات ، كان العلماء يناقشون احتمالات وجود الحياة على سبعة كواكب رائعة تدور حول نجم Trappist-1 ، أشهر نظام كوكبي خارج كوكبنا. السبب؟ على الرغم من أن العديد من هذه الكواكب تدور في المنطقة الصالحة للسكن لنجمها ، المنطقة المحيطة بجسم نجمي حيث يمكن أن توجد المياه السائلة لأن درجات الحرارة مناسبة تمامًا ، لم تكن هذه العوالم مريحة دائمًا.
في الماضي ، كانت الكواكب الخارجية Trappist-1 تخضع لظروف أشد قسوة لأن نجمها الأصلي كان أكثر سخونة. اعتقد العلماء سابقًا أنه خلال تلك مئات الملايين من السنين الحارقة ، فإن أي ماء قد يكون محاصرًا في صخور هذه الكواكب قد يتبخر ويتبدد في الفضاء. من شأن ذلك بالطبع أن يدمر فرصة كواكب Trappist-1 في تطوير الحياة كما نعرفها.
لكن دراسة جديدة ، تستند إلى تقنية نمذجة جديدة لتطور الغلاف الجوي للكواكب ، تشير إلى أنه قد لا يضيع كل شيء مدى الحياة على الكواكب الخارجية Trappist-1.
متعلق ب: لا يجد تلسكوب جيمس ويب الفضائي أي غلاف جوي على كوكب خارجي يشبه الأرض TRAPPIST-1
لم يشرع فرانك سيلسيس ، عالم الفلك بجامعة بوردو بفرنسا ، وزملاؤه في إثبات أن النظام الجذاب للكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض التي تدور حول نجم صغير بارد على بعد 40 سنة ضوئية فقط من الأرض يمكن أن يستضيف الحياة. وبدلاً من ذلك ، فقد أصيبوا بالإحباط بسبب الطبيعة الخام للنماذج الحالية للأجواء الكوكبية الغنية بالمياه. لقد أرادوا إنشاء شيء أكثر واقعية – شيء يأخذ في الاعتبار الظروف الجوية الفعلية على تلك الكواكب وليس مجرد مجموعة من الافتراضات النظرية.
يعد تطوير أجواء ضخمة غنية بالمياه خطوة حاسمة في تطور العوالم الحاملة للمحيطات. وبالتالي ، فإن فهم هذه الأجواء بشكل أفضل قد يساعد العلماء بشكل أكثر دقة في تقييد مكان وجود الحياة في الكون. وفقًا للنظريات الحالية ، عندما تتشكل الكواكب ، يتم احتواء مياهها في صخورها. ولكن بسبب البراكين القوية في السنوات الأولى لهذه الكواكب الناشئة ، يتبخر هذا الماء في الغلاف الجوي. عندما تكون الظروف مناسبة ، فإن بخار الماء هذا لديه الفرصة للتكثف وتشكيل محيط سائل قد تظهر فيه الحياة. ولكن عندما تكون الظروف صحيحة ، يبقى السؤال مطروحًا.
“في الماضي ، عندما كنا نصمم هذه الأغلفة الجوية ، كنا نقوم بتقريب قوي للغاية ، والذي كان يقول أن هذه الأغلفة الجوية محمولة. وهذا يعني أن الإشعاع النجمي يترسب على عمق كبير بالقرب من سطح الكوكب ، والطريقة التي تنتقل بها الطاقة وقال سلسيس لموقع ProfoundSpace.org: “صعودًا وخروجًا من خلال الحركة الحملية”
“يرتفع الهواء الساخن وينخفض الهواء البارد ونفترض أن هذه هي الطريقة الرئيسية لنقل الطاقة خارج الغلاف الجوي ثم تشعها للخارج [into space]وتابع: “هذا يجعل حياتنا أبسط بكثير لأنه عندما يكون الحمل الحراري هو القوة الدافعة الرئيسية في الغلاف الجوي ، فإننا نعرف انحدار درجة الحرارة ، ونعرف كيف تختلف درجة الحرارة باختلاف الضغط. يتعلق الأمر فقط بنوع الغاز الذي تضيفه إلى الغلاف الجوي “.
لكن الأمور ليست بهذه البساطة على الكواكب الحقيقية.
وأوضح سلسيس أن عتامة الغاز الذي يحيط بالكوكب يتغير مع الارتفاع ، مما يؤثر على مقدار الحرارة المحتجزة بالداخل ومقدار التسرب إلى الفضاء الخارجي. لفترة طويلة ، لم يتمكن العلماء من نمذجة أي من هذه المتغيرات. هذه التغييرات في الشفافية ، وتأثيراتها على العمليات الأخرى في الغلاف الجوي ، ظلت لغزا. قاد هذا Selsis وزملاؤه إلى الشك في أن نتائج عمليات المحاكاة السابقة ، والتي لم تتضمن مثل هذه المعلومات ، قد تكون خاطئة.
وقال سلسيس: “لم نكن سعداء تمامًا بافتراض الحمل الحراري”. “أحد أسباب ذلك هو أنه مع وجود أجواء عميقة جدًا ، سيكون هناك القليل من الضوء الذي يصل إلى السطح. ربما لا يكفي لدفع الحمل الحراري.”
هذا حيث ترابيست -1 يأتي النظام. وقد أظهرت النماذج السابقة أن الكواكب ذات الغلاف الجوي الغني بالمياه والتي تتلقى فقط حوالي 10٪ من ضوء الشمس أكثر من الأرض تتطور بسرعة الاحتباس الحراري، عملية احتجاز الحرارة التي تسهلها بعض الغازات ، والتي تشتهر بالقيادة تغير المناخ على الارض. لأن بخار الماء من الغازات الدفيئة القوية ، حيث يستمر الماء في التبخر من صخور الكوكب ويزداد تركيز بخار الماء في الغلاف الجوي ، وبالتالي ترتفع درجة الحرارة على سطح الكوكب. في نهاية المطاف ، يصبح الكوكب شديد الحرارة بحيث تذوب قشرته وغطاءه في محيط من الصهارة ، مما يؤدي إلى إطلاق أي مياه متبقية محتجزة في الصخر في الغلاف الجوي.
تدريجيًا ، على مدار مليارات السنين ، بينما تضرب الرياح النجمية القوية الكوكب ، تتبدد هذه المياه الموجودة في الغلاف الجوي في الفضاء. شقيق الأرض الأكثر سخونة كوكب الزهرة، التي تدور حول 25 مليون ميل (40 مليون كيلومتر) أقرب إلى شمس مما تفعله الأرض ، كان يُعتقد أنه لاقى مثل هذا المصير. وكذلك كانت الكواكب الموجودة في المنطقة الصالحة للسكن في ترابيست -1. على الرغم من أن نجم Trappist-1 أصغر حجمًا وأكثر برودة من النجم الموجود في مركزنا النظام الشمسي، تدور جميع كواكبها السبعة على مسافات أقصر بكثير من المسافة بين الشمس و الزئبق، الكوكب الأعمق للنظام الشمسي.
قال سلسيس: “النجوم الصغيرة الحمراء مثل Trappist-1 تنخفض لمعانها بمرور الوقت”. “عندما تشكل نظام Trappist-1 ، تعرضت الكواكب الموجودة الآن داخل المنطقة الصالحة للسكن ، حيث يمكن أن توجد المياه ، للإشعاع لمئات الملايين من السنين أكثر مما هي عليه اليوم وهذا يعني أنه إذا كان لديهم ماء ، فإن هذه المياه تبخرت “.
ومع ذلك ، يُظهر النموذج الجديد الذي طوره Selsis أنه على الرغم من أن الظروف على كل هذه الكواكب كانت بلا شك جحيمة خلال سنواتها السابقة ، فقد لا تكون ساخنة بدرجة كافية لإذابة قشرة الكواكب وعبائها في الصهارة. وهذا يعني أن الكثير من الماء ربما يكون قد نجا داخل الصخرة ، في السنوات اللاحقة عندما برد النجم الأم. وبالتالي ، ربما تكونت محيطات من الماء السائل على هذه الكواكب ، والتي قد تؤوي اليوم حياة مزدهرة.
في نهاية المطاف ، قد يكون لهذه النتائج آثار هائلة على فرصنا في العثور على حياة خارج نظامنا الشمسي كنجوم صغيرة باردة مثل Trappist-1 ، تسمى الأقزام الحمراء، إلى حد بعيد أكثر أنواع النجوم شيوعًا في عالمنا درب التبانة المجرة.
في النهاية ، يقول الباحثون أيضًا إن النتائج ستساعد العلماء على تفسير النتائج التي توصلوا إليها تلسكوب جيمس ويب الفضائي، والتي ، بالإضافة إلى استكشافاتها للكون المبكر ، تبحث عن آثار للمياه على الكواكب الخارجية في مجرة درب التبانة.
الدراسة نُشر يوم الأربعاء (9 أغسطس) في مجلة Nature.
“متعطش للطعام. طالب. متحمس محترف للزومبي. مبشر شغوف بالإنترنت.”
More Stories
اكتشاف غير مسبوق في النيزك يتحدى النماذج الفيزيائية الفلكية
حقبة جديدة: انطلاق حملة الإطلاق الأولى لآريان 6
أطلقت SpaceX صاروخ Falcon 9 في المهمة العشرين التي سجلت الرقم القياسي