هل الكواكب الخارجية قابلة للحياة: جيمس ويب يمكنه الإجابة

جيمس ويب يمكن أن يحدد إذا كان كوكب خارجي قريب قابلاً للحياة أم لا. ودراسة ما يتطلبه تحول كوكب قابل للحياة إلى كوكب أشبه بالزهرة ستمكننا من معرفة الإجابة.

كيف يتحول الكوكب الحي إلى غير حي

أحد الكواكب الخارجية الذي يدور حول نجم، ويبعد عنا ٩٨ سنة ضوئية قد يحمل السر عن كيفية تحول الكواكب الشبيهة بكوكب الأرض إلى كواكب غير قابلة للحياة كالزهرة.

اكتشف الكوكب الخارجي LP 890-9c والمعروف أيضاً باسم SPECULOOS-2c في أيلول سبتمبر ٢٠٢٢. قطره أكبر من قطر الأرض بنسبة ٤٠٪، ويدور حول نجمه كل ٨.٥ يوم أرضي، على مسافة تبلغ ٢.٨ مليون كم.

وهذا القزم الأحمر مع هذا صغير ومعتدل الحرارة. وهذا يعني أن درجات حرارة الكوكب يمكن أن تكون معتدلة حتى لوكان قريباً منه. وبالفعل يقع الكوكب LP 890-9c قرب الحافة الداخلية لمنطقة النجم القابلة للحياة. وهذه المنطقة تعبر عن البعد عن النجم الذي يمكن لكوكب له جو شبيه بجو الأرض أن يوفر الماء السائل على سطحه ضمنه.

وقد نمذج بحث جديد تقوده ليزا كالتينيجر مديرة معهد كارل ساغان في جامعة كورنيل الحالات الجوية والمناخية التي يمكن أن تكون في الكوكب، وكيف يمكن أن يميز تلسكوب جيمس ويب بينها.

موقع الكوكب LP 890-9c

إن موقع الكوكب LP 890-9c ضمن نظام الكواكب الذي يقع ضمنه يناظر موضع الزهرة في نظامنا الشمسي، الذي يقع أيضاً على الحافة الداخلية للمنطقة القابلة للحياة.

وموقع كوكب الزهرة من حيث المبدأ يمكنه أن يبقى قابلاً للحياة. ولكن الزهرة في مرحلة ما من مراحله خلال ٤.٥ مليار عام، علق في حلقة متكررة من تأثير الدفيئة الجامح. فتبخرت أية كمية من الماء قد وجدت على سطحه يوماً ما. وما تبقى للكوكب غلاف جوي ثخين من ثاني أوكسيد الكربون.

هل يحدث ذلك لكل الكواكب الشبيهة؟

على أي حال لا تتطور الكواكب الواقعة على الحافة الداخلية للمنطقة القابلة للحياة كلها بذات الطريقة بالضرورة. لأسباب أولها أن الزهرة ليس له حقل مغناطيسي ليمنع الرياح الشمسية، وهي تيارات الجسيمات المشحونة الآتية من الشمس.

وهذا ما جعل من السهل للرياح الشمسية أن تزيل ذرات الهدروجين المتحررة من جزيئات الماء بفعل الأشعة فوق البنفسجية الشمسية، وبهذا استنفدت المياه من الكوكب.

أما إذا كان الكوكب LP 890-9c يملك حقلاً مغناطيسياً قوياً، فإنه قد يستطيع صد الرياح النجمية القادمة من نجمه، ويبقي على بخار الماء في غلافه الجوي.

تقول ليزا: إن مراقبتنا لهذا الكوكب ستعرفنا على ما يحدث في الحافة الداخلية للمنطقة القابلة للحياة. أي كم المدة التي يمكن أن يبقى فيها الكوكب الصخري قابلاً للحياة عندما تبدأ درجة حرارته بالارتفاع.

 

وقد نمذج فريق ليزا الكوكب اعتماداً على كتلته ونصف قطره اللذين قاسهما العلماء. كما تضم النماذج افتراضات عن تركيبة الكوكب الكيميائية، وعن درجة حرارة سطحه والضغط عليه، وعمق غلافه الجوي وكمية السحب الموجودة. وهذه العوامل الأخيرة مجهولة حتى الآن.

ويمكن أن يكون الكوكب بالفعل بلا هواء ومحفر وفق ما توفر لنا معرفته. وهذا احتمال قوي باعتبار أن الأقزام الحمراء عادة ما تميل إلى أن يكون وهجها عنيفاً، ويمكنها بذلك أن تزيل الغلاف الجوي من أي كوكب قريب.

وقد أنتج الفريق ٥ نماذج مختلفة تصف احتمالات ما هو عليه الكوكب LP 890-9c. وتراوحت النماذج بين كوكب شبيه بالأرض لكنه أعلى حرارة، إلى درجات متنوعة من محتوى بخار الماء الجوي ومستويات تأثيرات الدفيئة. وينتهي بالنموذج الأخير الشبيه بالزهرة قائظ الحرارة وغلافه الخانق المكون من ثاني أوكسيد الكربون.

دراسة أخرى

وتظهر دراسة أخرى لجوناثان غوميز بارينتوس من معهد كاليفورنيا للتقنية أن تلسكوب جيمس ويب يحتاج إلى رصد مرور الكوكب LP 890-9c ثلاث مرات أمام وجه نجمه لتأكيد وجود غلاف جوي غني بالماء وفيه بخار.

وبحاجة لرصد مروره ٨ مرات لجمع معلومات تكفي لمعرفة إذا كان مثل الزهرة. وبحاجة لرصد ٢٠ مرور له لإيجاد دليل على أنه كوكب شبيه بالأرض حار قابل للحياة.
وبما أنه يدور حول نجمه كل ٨.٥ يوم أرضي، فالقياسات تحتاج من حيث المبدأ ٦ أشهر لتكتمل.

لماذا الكوكب LP 890-9c وما الفائدة من دراسته

لأن هذا الكوكب هو الهدف الأول الذي يمكننا اختبار السيناريوهات المختلفة على حد تعبير ليزا. فإذا كان ما يزال كوكباً حاراً شبيهاً بالأرض، أي حاراً لكنه يحوي الماء والظروف المناسبة للحياة، فهذا يعني أن الحافة الداخلية للمنطقة القابلة للحياة حول النجوم قد تكون زاخرة بالحياة.

ولا يمكن لجيمس ويب أن يرصد الماء مباشرة على سطح الكوكب، ولكنه يستطيع أن يحدد إذا كانت تركيبة الغلاف الجوي تناسب وجود ماء سائل.

وحتى وإن تبين أن الكوكب LP 890-9c حرارته أشد من الحرارة المناسبة للحياة، فإن النتائج قد تعلمنا عن مستقبل كوكبنا الأرض. فمع تقدم عمر الشمس، فإنها ستزداد حرارة وإشراقاً باستمرار. وخلال مليار عام سيجعل ذلك الأرض ذات حرارة شديدة بالنسبة للحياة، وستتبخر المحيطات.

ودراسة كوكب غير الزهرة ربما مر مسبقاً بمرحلة مشابهة، أو ربما قاومها، سيساعد في إعلامنا عن مستقبل الأرض.
تقول ليزا: سيعلمنا ذلك شيئاً جوهرياً عن كيفية تطور الكواكب الصخرية مع زيادة إضاءة النجم، وعما سيحدث للأرض في المستقبل. وقد نشرت النتائج في ورقتين في ٢١ حزيران.

ملخص المقال

تتحول بعض الكواكب الواقعة في المنطقة القابلة للحياة من كواكب حية إلى كواكب بلا حياة كالزهرة. فكيف يحدث ذلك وما مراحله؟

أنشأت دراسة جديدة ٥ نمذجات باحتمالات متنوعة. وتقول دراسة أخرى أن تلسكوب جيمس ويب يمكنه أن يحدد هل الكواكب الخارجية قابلة للحياة، وذلك بدراسة الكوكب الخارجي LP 890-9c.

وهذا سيعرفنا على ما يحدث في الحافة الداخلية للمنطقة القابلة للحياة، وكيف تتطور الكواكب الصخرية مع زيادة إضاءة النجم، وعما سيحدث للأرض في المستقبل.

المصدر

هنا