الكواكب الأرضية الفائقة أكبر وأكثر شيوعًا وصالحة للسكن من الأرض نفسها – ويكتشف علماء الفلك المزيد من المليارات التي يعتقدون أنها موجودة هناك

يكتشف علماء الفلك الآن بشكل روتيني الكواكب التي تدور حول نجوم خارج النظام الشمسي – يطلق عليهم الكواكب الخارجية. ولكن في صيف عام 2022 ، وجدت الفرق العاملة على القمر الصناعي الاستقصائي للكواكب الخارجية العابرة التابع لناسا عددًا قليلاً من الكواكب المثيرة للاهتمام التي تدور في المناطق الصالحة للسكن من نجومها الأم.

كوكب واحد أكبر بنسبة 30٪ من الأرض ويدور حول نجمه في أقل من ثلاثة أيام. والآخر أكبر بنسبة 70٪ من الأرض وقد يستضيف محيطًا عميقًا. هذان الكواكبان الخارجية هما كوكبان أرضيان فائقان – كتلة أكبر من الأرض ولكنها أصغر من عمالقة الجليد مثل أورانوس ونبتون.

أنا أستاذ علم الفلك الذي يدرس أنوية المجرات والمجرات البعيدة وعلم الأحياء الفلكي والكواكب الخارجية. أتابع عن كثب البحث عن الكواكب التي قد تستضيف الحياة.

لا تزال الأرض هي المكان الوحيد في الكون الذي يعرف العلماء أنه موطن للحياة. قد يبدو من المنطقي التركيز على البحث عن الحياة على مستنسخات الأرض – الكواكب ذات الخصائص القريبة من الأرض. لكن الأبحاث أظهرت أن أفضل فرصة لعلماء الفلك للعثور على حياة على كوكب آخر من المرجح أن تكون على أرض عملاقة مماثلة لتلك التي تم العثور عليها مؤخرًا.

مشترك وسهل العثور عليه

تدور معظم الكواكب العملاقة حول النجوم القزمة الباردة ، والتي تكون أقل كتلتها وتعيش أطول بكثير من الشمس. هناك المئات من النجوم القزمة الرائعة لكل نجم مثل الشمس ، وقد وجد العلماء كواكب أرضية فائقة تدور حول 40٪ من الأقزام الباردة التي نظروا إليها. باستخدام هذا العدد ، يقدر علماء الفلك أن هناك عشرات المليارات من الكواكب الأرضية الفائقة في مناطق صالحة للسكن حيث يمكن أن توجد المياه السائلة في مجرة ​​درب التبانة وحدها. نظرًا لأن كل أشكال الحياة على الأرض تستخدم الماء ، يُعتقد أن الماء ضروري للحياة.

استنادًا إلى التوقعات الحالية ، فإن حوالي ثلث الكواكب الخارجية هي كواكب أرضية فائقة ، مما يجعلها أكثر أنواع الكواكب الخارجية شيوعًا في مجرة ​​درب التبانة. أقربها ست سنوات ضوئية فقط من الأرض. قد تقول حتى أن نظامنا الشمسي غير عادي لأنه لا يحتوي على كوكب بكتلة بين كوكب الأرض ونبتون.

سبب آخر لكون الكواكب الأرضية الفائقة أهدافًا مثالية في البحث عن الحياة هو أنه يسهل اكتشافها ودراستها أكثر من الكواكب بحجم الأرض. هناك طريقتان يستخدمهما علماء الفلك لاكتشاف الكواكب الخارجية. يبحث أحدهم عن تأثير الجاذبية لكوكب ما على نجمه الأصلي ، بينما يبحث الآخر عن تعتيم قصير لضوء النجم بينما يمر الكوكب أمامه. كلتا طريقتي الاكتشاف أسهل مع كوكب أكبر.

الكواكب الفائقة صالحة للسكن

منذ أكثر من 300 عام ، جادل الفيلسوف الألماني جوتفريد فيلهلم ليبنيز بأن الأرض كانت “أفضل العوالم الممكنة”. كانت حجة ليبنيز تهدف إلى معالجة السؤال عن سبب وجود الشر ، لكن علماء الأحياء الفلكية المعاصرين اكتشفوا سؤالًا مشابهًا من خلال طرح سؤال ما الذي يجعل كوكبًا مضيافًا للحياة. اتضح أن الأرض ليست أفضل ما في كل العوالم الممكنة.

بسبب النشاط التكتوني للأرض والتغيرات في سطوع الشمس ، فقد انحرف المناخ بمرور الوقت من درجة حرارة غليان المحيط إلى البرد القارس على مستوى الكوكب. كانت الأرض غير صالحة للسكنى للبشر والمخلوقات الأكبر حجمًا خلال معظم تاريخها البالغ 4.5 مليار سنة. تشير عمليات المحاكاة إلى أن قابلية الأرض للسكن على المدى الطويل لم تكن حتمية ، ولكنها كانت مسألة صدفة. البشر محظوظون حرفيًا لكونهم على قيد الحياة.

توصل الباحثون إلى قائمة بالسمات التي تجعل كوكبًا مواتًا جدًا للحياة. من المرجح أن تكون الكواكب الأكبر حجمًا نشطة جيولوجيًا ، وهي ميزة يعتقد العلماء أنها ستعزز التطور البيولوجي. لذا فإن الكوكب الأكثر قابلية للسكن سيكون له ضعف كتلة الأرض تقريبًا ويكون حجمه أكبر بنسبة تتراوح بين 20٪ و 30٪. سيكون لها أيضًا محيطات ضحلة بما يكفي للضوء لتحفيز الحياة على طول الطريق إلى قاع البحر ومتوسط ​​درجة حرارة 77 درجة فهرنهايت (25 درجة مئوية). سيكون لها غلاف جوي أكثر سمكًا من غلاف الأرض الذي سيكون بمثابة غطاء عازل. أخيرًا ، يدور مثل هذا الكوكب حول نجم أقدم من الشمس لإعطاء الحياة أطول للتطور ، وسيكون له مجال مغناطيسي قوي يحمي من الإشعاع الكوني. يعتقد العلماء أن هذه السمات مجتمعة ستجعل الكوكب صالحًا للسكن.

بحكم التعريف ، تمتلك الأرض الفائقة العديد من سمات الكوكب الفائق الصالح للسكنى. حتى الآن ، اكتشف علماء الفلك عشرين من الكواكب الخارجية للأرض الفائقة والتي تعتبر ، إن لم تكن الأفضل من جميع العوالم الممكنة ، أكثر قابلية للحياة من الأرض نظريًا.

في الآونة الأخيرة ، كانت هناك إضافة مثيرة إلى مخزون الكواكب الصالحة للسكن. بدأ علماء الفلك في اكتشاف الكواكب الخارجية التي تم إخراجها من أنظمتها النجمية ، ويمكن أن يكون هناك المليارات منها تتجول في مجرة ​​درب التبانة. إذا تم طرد الأرض العملاقة من نظامها النجمي وكان لها غلاف جوي كثيف وسطح مائي ، فيمكن أن تحافظ على الحياة لعشرات المليارات من السنين ، وهي فترة أطول بكثير مما يمكن أن تستمر الحياة على الأرض قبل موت الشمس.

كشف الحياة على الأرض الفائقة

لاكتشاف الحياة على الكواكب الخارجية البعيدة ، سيبحث علماء الفلك عن البصمات الحيوية ، وهي منتجات ثانوية للبيولوجيا يمكن اكتشافها في الغلاف الجوي للكوكب.

صُمم تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا قبل أن يكتشف علماء الفلك الكواكب الخارجية ، لذلك لم يتم تحسين التلسكوب لأبحاث الكواكب الخارجية. لكنها قادرة على القيام ببعض هذا العلم ومن المقرر أن تستهدف اثنين من الأرض الفائقة التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن في السنة الأولى من عملياتها. مجموعة أخرى من الكواكب الأرضية الفائقة ذات المحيطات الضخمة التي تم اكتشافها في السنوات القليلة الماضية ، بالإضافة إلى الكواكب التي تم اكتشافها هذا الصيف ، هي أيضًا أهداف مقنعة لجيمس ويب.

لكن أفضل الفرص للعثور على علامات الحياة في أجواء الكواكب الخارجية ستأتي مع الجيل التالي من التلسكوبات الأرضية العملاقة: التلسكوب الكبير للغاية الذي يبلغ ارتفاعه 39 مترًا وتلسكوب الثلاثين مترًا وتلسكوب ماجلان العملاق الذي يبلغ طوله 24.5 مترًا. هذه التلسكوبات كلها قيد الإنشاء ومن المقرر أن تبدأ في جمع البيانات بحلول نهاية العقد.

يعرف علماء الفلك أن مكونات الحياة موجودة هناك ، لكن الصالحة للسكن لا تعني أنها مأهولة بالسكان. إلى أن يجد الباحثون دليلًا على وجود حياة في مكان آخر ، فمن الممكن أن تكون الحياة على الأرض حادثًا فريدًا من نوعه. في حين أن هناك العديد من الأسباب التي تجعل العالم الصالح للسكن لا يحمل علامات الحياة ، إذا نظر علماء الفلك ، خلال السنوات القادمة ، إلى هذه الأرض الفائقة الصالحة للسكن ولم يجدوا شيئًا ، فقد تضطر البشرية إلى استنتاج أن الكون مكان منعزل.