سوف تموت الشمس يوما ما. سيحدث هذا عندما ينفد من وقود الهيدروجين في قلبه ولم يعد بإمكانه إنتاج الطاقة من خلال الانصهار النووي كما هو الحال الآن. غالبًا ما يُعتقد أن وفاة الشمس هي نهاية النظام الشمسي. ولكن في الواقع ، قد تكون بداية مرحلة جديدة من الحياة لجميع الأشياء التي تعيش في النظام الشمسي.
عندما تموت النجوم مثل الشمس ، يمرون بمرحلة من التوسع السريع تسمى المرحلة العملاقة الحمراء: يصبح نصف قطر النجم أكبر ، ويصبح لونه أكثر احمرارًا. بمجرد أن لم تعد الجاذبية على سطح النجم قوية بما يكفي لتثبيتها على طبقاتها الخارجية ، فإن جزءًا كبيرًا – ما يصل إلى النصف تقريبًا – يهرب إلى الفضاء ، تاركًا وراءه بقايا يسمى قزمًا أبيض.
أنا أستاذ علم الفلك بجامعة ويسكونسن ماديسون. في عام 2020 ، اكتشفت أنا وزملائي أول كوكب سليم يدور حول قزم أبيض. منذ ذلك الحين ، كنت مفتونًا باحتمال الحياة على الكواكب حول هذه ، أقزام بيضاء صغيرة كثيفة.
يبحث الباحثون عن علامات الحياة في الكون من خلال الانتظار حتى يمر كوكب بين النجم وخط البصر في التلسكوب. مع الضوء من النجم الذي يضيء الكوكب من الخلف ، يمكنهم استخدام بعض مبادئ الفيزياء البسيطة لتحديد أنواع الجزيئات الموجودة في جو الكوكب.
في عام 2020 ، أدرك الباحثون أنه يمكنهم استخدام هذه التقنية للكواكب التي تدور حول الأقزام البيضاء. إذا كان مثل هذا الكوكب يحتوي على جزيئات تم إنشاؤها بواسطة الكائنات الحية في جوها ، فمن المحتمل أن يكون تلسكوب جيمس ويب للفضاء قادرًا على اكتشافها عندما مرت الكوكب أمام نجمه.
في يونيو 2025 ، نشرت ورقة تجيب على سؤال بدأ يزعجني أولاً في عام 2021: هل يمكن أن يكون هناك حاجة إلى محيط – على الأرجح للحفاظ على الحياة – حتى على قيد الحياة على كوكب يدور بالقرب من نجم ميت؟
عالم مليء بالأقزام البيضاء
يحتوي القزم الأبيض على حوالي نصف كتلة الشمس ، لكن هذه الكتلة مضغوطة في حجم بحجم الأرض تقريبًا ، مع الضغط على إلكتروناتها في أقرب وقت مع قوانين الفيزياء. تحتوي الشمس على نصف قطرها 109 أضعاف حجم الأرض-هذا الاختلاف في الحجم يعني أن كوكبًا يشبه الأرض يدور حول قزم أبيض يمكن أن يكون بنفس حجم النجم نفسه.
الأقزام البيضاء شائعة للغاية: يوجد ما يقدر بنحو 10 مليارات منها في مجرتنا. ونظرًا لأن كل نجم منخفض الكتلة يُقدر في النهاية أن يصبح قزمًا أبيض ، لم يتشكل عدد لا يحصى من ذلك بعد. إذا اتضح أن الحياة يمكن أن توجد على الكواكب التي تدور حول الأقزام البيضاء ، فقد تصبح هذه البقايا النجمية أهدافًا واعدة ووفرة في البحث عن الحياة خارج الأرض.
ولكن هل يمكن أن توجد الحياة على كوكب يدور حول قزم أبيض؟ عرف علماء الفلك منذ عام 2011 أن المنطقة الصالحة للسكن قريبة للغاية من القزم الأبيض. هذه المنطقة هي الموقع في نظام كوكبي حيث يمكن أن توجد المياه السائلة على سطح الكوكب. لا يمكن أن يكون قريبًا جدًا من النجم الذي سوف يغلي الماء ، ولا بعيدًا حتى يتجمد.
ستكون المنطقة الصالحة للسكن حول قزم أبيض أقرب 10 إلى 100 مرة من القزم الأبيض من منطقةنا الصالحة للسكن هي بالنسبة لأشعة الشمس ، لأن الأقزام البيضاء أخرق كثيرًا.
تحدي تسخين المد والجزر
إن كونك قريبًا جدًا من سطح القزم الأبيض من شأنه أن يجلب تحديات جديدة للحياة الناشئة بحيث لا تواجهها الكواكب البعيدة ، مثل الأرض. واحد من هذه هي التدفئة المد والجزر.
قوى المد والجزر – الاختلافات في قوى الجاذبية التي تعترض في الفضاء تمارس على أجزاء مختلفة من الكائن الثاني القريب – تشوه كوكبًا ، ويؤدي الاحتكاك إلى تشوه المادة لتسخينها. مثال على ذلك يمكن رؤيته على قمر كوكب المشتري.
قوى الجاذبية التي تمارسها أقمار كوكب المشتري الأخرى على مدار IO ، مما يشوه الداخلية وتدفئة ، مما يؤدي إلى اندلاع مئات البراكين باستمرار عبر سطحه. نتيجة لذلك ، لا يمكن وجود ماء سطحي على IO لأن سطحه ساخن جدًا.
في المقابل ، يخضع Europa المجاور للتسخين المد والجزر ، ولكن إلى حد أقل ، لأنه أبعد من كوكب المشتري. تسببت الحرارة المتولدة من قوى المد والجزر في أن تذوب غلاف الجليد في أوروبا جزئيًا ، مما أدى إلى محيط تحت سطح الأرض.
الكواكب في المنطقة الصالحة للسكن من القزم الأبيض قد يكون لها مدارات قريبة بما يكفي من النجم لتجربة تدفئة المد والجزر ، على غرار كيفية تسخين IO و Europa من قربهما من كوكب المشتري.
هذا القرب نفسه يمكن أن يشكل تحديًا للسكن. إذا كان لدى النظام أكثر من كوكب واحد ، فقد تتسبب قوى المد والجزر من الكواكب القريبة في الحصول على حرارة الكوكب حتى يصبح الجو أكثر سخونة وأكثر سخونة ، مما يجعل الكوكب ساخنًا للغاية بحيث يكون ماء سائل.
تحمل المرحلة العملاقة الحمراء
حتى لو كان هناك كوكب واحد فقط في النظام ، فقد لا يحتفظ بمياهه.
في عملية أن تصبح قزمًا أبيض ، سوف يتوسع النجم إلى 10 إلى 100 مرة من نصف قطرها الأصلي خلال المرحلة العملاقة الحمراء. خلال ذلك الوقت ، سيتم غمر وتدمير أي شيء داخل نصف القطر الموسع. في نظامنا الشمسي ، سيتم تدمير الزئبق والزهرة والأرض عندما تصبح الشمس عملاقة حمراء قبل الانتقال إلى قزم أبيض.
لكي ينجو كوكب من هذه العملية ، يجب أن تبدأ أبعد من النجم – ربما على مسافة كوكب المشتري أو حتى بعد ذلك.
إذا بدأ أحد الكوكب بعيدًا ، فسوف يحتاج إلى الهجرة إلى الداخل بعد أن يتشكل القزم الأبيض حتى يصبح صالحًا للسكن. تُظهر عمليات المحاكاة الحاسوبية أن هذا النوع من الترحيل ممكن ، لكن العملية يمكن أن تسبب تسخين المد والجزر الشديد الذي قد يغلي الماء السطحي – على غرار كيف يسبب تسخين المد والجزر بركانية IO. إذا كانت الهجرة تولد حرارة كافية ، فقد يفقد الكوكب كل مياهه السطحية في الوقت الذي يصل فيه أخيرًا إلى مدار صالح للسكن.
ومع ذلك ، إذا حدثت الهجرة متأخرة بما فيه الكفاية في عمر القزم الأبيض – بعد أن تم تبريده ولم يعد قزمًا أبيض ساخنًا ومشرقًا ومشكلًا حديثًا – قد لا يتبخر الماء السطحي.
في ظل الظروف المناسبة ، يمكن للكواكب التي تدور حول الأقزام البيضاء الحفاظ على المياه السائلة وربما تدعم الحياة.
ابحث عن الحياة على الكواكب التي تدور حول الأقزام البيضاء
لم يعثر علماء الفلك بعد على أي كوكب خارج الكواكب الشبيه بالأرض حول الأقزام البيضاء. ولكن من الصعب اكتشاف هذه الكواكب.
تعتبر طرق الكشف التقليدية مثل تقنية العبور أقل فعالية لأن الأقزام البيضاء أصغر بكثير من نجوم استضافة الكوكب النموذجية. في تقنية العبور ، يراقب علماء الفلك الانخفاضات في الضوء الذي يحدث عندما يمر كوكب أمام نجمه المضيف من خط البصر لدينا. نظرًا لأن الأقزام البيضاء صغيرة جدًا ، يجب أن تكون محظوظًا جدًا لرؤية كوكب يمر أمام واحد.
ومع ذلك ، يستكشف الباحثون استراتيجيات جديدة للكشف عن هذه العوالم المراوغة وتوصيفها باستخدام التلسكوبات المتقدمة مثل تلسكوب Webb.
إذا تم العثور على الكواكب الصالحة للسكن حول الأقزام البيضاء ، فإنها ستوسع نطاقًا كبيرًا من البيئات التي قد تستمر فيها الحياة ، مما يدل على أن أنظمة الكواكب قد تظل مضيفين قابلة للحياة مدى الحياة حتى بعد وفاة النجم المضيف.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة ، وهي مؤسسة إخبارية مستقلة غير ربحية تجلب لك الحقائق والتحليلات الجديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتبه: جولييت بيكر ، جامعة ويسكونسن ماديسون
اقرأ المزيد:
لا تعمل Juliette Becker مع الأسهم أو استشارةها أو تلقيها من أي شركة أو مؤسسة ستستفيد من هذه المقالة ، ولم تكشف عن أي انتماءات ذات صلة تتجاوز تعيينها الأكاديمي.