اكتشف العلماء باستخدام تلسكوب فضائي تابع لوكالة ناسا عالمًا محيرًا. إنه بحجم الأرض تقريبًا، ويقع بالقرب من نظامنا الشمسي بشكل ملحوظ، ويمكن أن يكون مريحًا للحياة كما نعرفها.
يدور الكوكب خارج المجموعة الشمسية، أو “الكوكب الخارجي”، المسمى Gliese 12 b، حول نجم قزم أحمر صغير وبارد يقع على بعد حوالي 40 سنة ضوئية من الأرض في كوكبة الحوت. ويقدر أن الكوكب الخارجي – الذي اكتشفه الفريق باستخدام القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) التابع لناسا – يبلغ عرضه حوالي 1.1 مرة عرض الأرض، مما يجعله مشابهًا لكوكبنا وكذلك كوكب الزهرة، والذي يُطلق عليه غالبًا نظامنا الشمسي العالمي. التوأم.”
يدور Gliese 12 b حول نجمه Gliese 12 بشكل قريب جدًا بحيث تستمر سنته 12.8 يومًا أرضيًا فقط. ومع ذلك، نظرًا لأن القزم الأحمر Gliese 12 يبلغ حجمه حوالي ربع حجم الشمس، فهو أيضًا أكثر برودة بكثير من نجمنا. وهذا يعني أنه على الرغم من أن Gliese 12 b يقع على مسافة من نجمه القزم الأحمر تعادل 7% فقط من المسافة بين الشمس والأرض، إلا أنه لا يزال في المنطقة الصالحة للسكن في نظامه الكوكبي. تُعرف المنطقة الصالحة للسكن أيضًا باسم “منطقة المعتدل”، وهي المنطقة المحيطة بنجم ليست ساخنة جدًا ولا باردة جدًا بحيث لا تستطيع الكواكب استضافة الماء السائل، وهو عنصر حيوي للحياة كما نعرفها. على الرغم من ذلك، والأهم من ذلك، أن الفريقين اللذين يقفان وراء اكتشاف Gliese 12 b لا يستطيعان التأكد بعد من وجود غلاف جوي له. ولذلك لا يزال من غير الواضح ما إذا كان العالم يمكن أن يكون صالحًا للسكن، لكن الباحثين لديهم بعض التفاؤل الحذر.
ذات صلة: كوكب خارجي صغير الحجم بحجم كوكب المشتري قد يتقلص ليصبح كوكبًا أرضيًا فائقًا
“الشيء المثير للاهتمام بشكل كبير هو أن هذا الكوكب قريب جدًا؛ في الواقع، إنه أحد أقرب الكواكب العابرة إلى الأرض”، هذا ما قالته لاريسا باليثورب، العالمة بجامعة كلية لندن، والتي شاركت في قيادة البحث مع عالم الفيزياء الفلكية بجامعة جنوب كوينزلاند شيشير. وقال دولاكيا لموقع Space.com. “إنه إما في المنطقة الصالحة للسكن لنجمه أو أنه على حافة النجم مباشرة، لذلك يمكن أن يكون صالحًا للسكن.”
إذا كان للأرض والزهرة طفل
اكتشف العلماء النجم Gliese 12 b أثناء عبوره أو “عبوره” لوجه نجمه القزم الأحمر. تتسبب عمليات العبور هذه في انخفاضات صغيرة في الضوء، وهو ما يجعل TESS بارعًا في اكتشافه. وأضاف باليثورب أنه عندما دخل الفريق في هذا المشروع، لم يعرفوا على وجه اليقين الفترة المدارية أو حجم الكوكب.
وتابعت: “العثور على حجم مشابه للأرض كان بمثابة مفاجأة جميلة”. “لقد كان أمرًا رائعًا حقًا أن تكون قادرًا على تحديده، لكنني أعتقد بشكل خاص أن معرفة أنه، من حيث قابلية السكن، يمكن أن يقع بين الأرض والزهرة، هو أمر مثير حقًا.”
يتلقى Gliese 12 b حوالي 85% من الإشعاع الذي يتلقاه كوكب الزهرة من الشمس، ولكن يُعتقد أن درجة حرارة سطحه أكثر برودة بكثير حيث تبلغ 107 درجة فهرنهايت (42 درجة مئوية) مقارنة بدرجة حرارة سطح الزهرة البالغة 867 درجة فهرنهايت (464 درجة مئوية). ).
على الرغم من أن الأرض والزهرة يقعان في المنطقة الصالحة للسكن في الشمس، إلا أن أحدهما يمكن أن يدعم الحياة ويتمتع بجو مناسب، في حين أن الآخر عبارة عن منطقة جهنمية غير مضيافة مع درجات حرارة عالية بما يكفي لإذابة الرصاص. يمكن أن تساعدنا دراسة Gliese 12 b في فهم سبب حدوث ذلك.
وأضاف باليثورب: “يمكن لـ Gliese 12 b أن يعلمنا الكثير عن كيفية تطور نظامنا الشمسي أيضًا”.
سيقوم الفريق الآن بالتحقيق فيما إذا كان لدى Gliese غلاف جوي أم لا، لكن المؤشرات المبكرة تشير إلى أنه إذا كان لديه غلاف جوي، فسيكون هذا الغلاف الجوي رقيقًا نسبيًا. ربما من المثير للدهشة أن عدم وجود غلاف جوي سميك يعد خبرًا جيدًا لاحتمالات قابلية الكوكب للسكن.
قال فنسنت فان إيلين، زميل باليثورب، الباحث في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، لموقع Space.com: “نحن نعلم أن بعض الكواكب لديها أغلفة جوية سميكة جدًا من الهيدروجين تغطي الكوكب بأكمله. وهذه الطبقة الغازية السميكة جدًا هي في الواقع أخبار سيئة لقابلية السكن”. “عادةً، يبلغ حجم هذه الكواكب ضعفي أو ثلاثة أضعاف حجم الأرض. وكوكب Gliese 12 b هو الحجم الفعلي للأرض، لذا فمن المحتمل أنه لا يتمتع بهذا الغلاف الجوي السميك للغاية.
“قد لا يكون له غلاف جوي، وهو ما لن يكون مناسبًا للسكن، أو سيكون له هذا النوع من الغلاف الجوي الرقيق، الذي يشبه الغلاف الجوي للأرض”.
ومع ذلك، حتى لو لم يكن لدى Gliese 12 b غلاف جوي، فمن الممكن أن يظل موضوع اختبار مهمًا لتعزيز بحثنا عن الحياة في مكان آخر في درب التبانة. وذلك لأن النجم الذي يدور حوله، باعتباره قزمًا أحمر، هو الشكل الأكثر شيوعًا للنجوم في مجرتنا – ومع ذلك لا نعرف عنه سوى القليل نسبيًا عندما يتعلق الأمر بأنظمة الكواكب القزمة الحمراء.
الحياة حول الأقزام الحمراء
في درب التبانة، تشكل الأقزام الحمراء أكبر عائلة من النجوم التي لا تزال تدمج الهيدروجين مع الهيليوم في قلوبها، وهي عملية تحدد ما يسمى بعمر “التسلسل الرئيسي” للنجم. تشير التقديرات إلى أن 60% إلى 70% من النجوم في مجرتنا هي أقزام حمراء مثل Gliese 12، ومن بين النجوم الثلاثين الأقرب إلى الأرض، هناك 20 على الأقل أقزام حمراء.
وأضاف فان إيلين: “من المثير للاهتمام معرفة الكواكب التي تدور حول النجوم الصغيرة، وكيف يمكن أن تكون، وما إذا كانت مثل هذه الكواكب يمكن أن تحتوي على حياة”.
تُعرف الأقزام الحمراء رسميًا باسم النجوم من النوع K أو M، وتتراوح كتلتها بين 7.5% و50% من كتلة الشمس. هذه الكتلة المنخفضة، بالنسبة للشمس، تعني أن هذه النجوم تحترق عند درجة حرارة أقل، تصل إلى 6380 درجة فهرنهايت (3500 درجة مئوية) فقط مقارنة بدرجة حرارة نجمنا البالغة 9900 درجة فهرنهايت (5500 درجة مئوية). على سبيل المثال، تبلغ درجة حرارة سطح الكوكب Gliese 12 حوالي 60% من حرارة الشمس.
تعني درجة الحرارة المنخفضة هذه أن الأقزام الحمراء اللامعة بشكل خافت يمكن أن توجد كنجوم التسلسل الرئيسي لفترة أطول بكثير من النجوم متوسطة الكتلة مثل الشمس. على الرغم من أنه من المتوقع أن تعيش الشمس لحوالي 10 مليار سنة، فمن المتوقع أن يكون عمر الأقزام الحمراء عشرات أو حتى مئات المرات في هذه الفترة. وفي بعض الأحيان، يمكن أن يمتد هذا الرقم إلى تريليونات السنين. ما يعنيه هذا هو أن الحياة سيكون لديها وقت أطول لتتطور على الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء مقارنة بالكواكب التي تدور حول نجوم أكبر في التسلسل الرئيسي.
لكن هذه ليست كلها أخبارًا جيدة بالنسبة لآفاق الحياة على الكواكب الخارجية التي تدور حول القزم الأحمر.
على الرغم من أنها تكون أكثر برودة من الشمس في مرحلة البلوغ النجمي، إلا أنه يُعتقد أن الأقزام الحمراء أكثر وحشية من نجمنا. يُعتقد أن هذه الفئة من النجوم نشطة مغناطيسيًا للغاية، حيث تطلق توهجات متكررة وقوية من الضوء عالي الطاقة على شكل أشعة سينية. يمكن لهذه الأشعة السينية أن تجرد الغلاف الجوي لكوكب قريب من قزم أحمر بعنف.
بالإضافة إلى ذلك، أشارت الأبحاث الحديثة إلى أنه حتى الأقزام الحمراء التي تظل هادئة لسنوات عديدة يمكن أن تندلع فجأة بتوهجات خارقة أقوى بـ 100 إلى 1000 مرة من التوهجات الشمسية للشمس. هذه الانفجارات أكثر شيوعًا في شباب هذه الفئة النجمية، كما أنها قادرة على تجريد الغلاف الجوي وغليان الماء السائل، حتى في المناطق الصالحة للسكن.
ومع ذلك، في الوقت الحالي، يعتقد كلا الفريقين المشاركين في اكتشاف Gliese 12 b أن القزم الأحمر الموجود في مداره هادئ نسبيًا، مما قد يكون خبرًا جيدًا لفرصة امتلاك الكوكب الخارجي بغلاف جوي.
تعتبر الكواكب الخارجية القزمة الحمراء أهدافًا جيدة لـ TESS
حقيقة أن الأقزام الحمراء أكثر برودة من النجوم مثل الشمس، وبالتالي فإن مناطقها الصالحة للسكن أقرب إلى النجوم، تجعل اكتشاف الكواكب الخارجية من حولها أسهل قليلاً بالنسبة لـ TESS وطريقة عبورها لصيد الكواكب.
وقال باليثورب: “لدينا تحيز تجاه اكتشاف الكواكب القريبة من نجومها المضيفة بشكل أساسي، فقط لأنها تعبر في كثير من الأحيان. وعندما نجد كواكب تدور حول أقزام حمراء لأنها نجوم أصغر، فإن تعتيم العبور يكون أكبر”. “نظرًا لأن الأقزام الحمراء أكثر برودة قليلاً، فإن المنطقة الصالحة للسكن تقع بالقرب من النجم أكثر مما هي عليه بالنسبة لنوع شمسنا، مما يعني أننا أكثر احتمالية لاكتشاف الكواكب في المنطقة الصالحة للسكن باستخدام TESS.”
سيتعين على الفريق اللجوء إلى أدوات أخرى غير TESS لإجراء مزيد من التحقيق في هذا الكوكب. وسوف يتحولون أيضًا إلى طريقة مختلفة لاكتشاف الكواكب الخارجية لتحديد خصائص Gliese 12 b بشكل أفضل. إحداها تسمى “طريقة السرعة الشعاعية”، والتي تستخدم التذبذبات الصغيرة التي تسببها الكواكب في حركة نجومها أثناء جذبها لتلك النجوم.
“أعتقد أن الخطوة التالية هي تحديد كتلة الكوكب. ونحن نقوم بذلك بالفعل كجزء من برنامج البحث عن الكواكب ذو السرعة الشعاعية عالي الدقة لفريق نصف الكرة الشمالي (هاربس نورث)، وهو تلسكوب ذو سرعة شعاعية”. قال. “ثم لدينا أيضًا اقتراح آخر تم قبوله من قبل المنظمة الأوروبية للأبحاث الفلكية في نصف الكرة الجنوبي (ESPRESSO)، وهو تلسكوب آخر للسرعة الشعاعية. ولذا، نأمل، من خلال رصد السرعة الشعاعية، أن نفعل ذلك. “
يأمل باليثورب وفان إيلين أيضًا في الحصول على الوقت مع تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) لمزيد من استكشاف الغلاف الجوي للكوكب. وهذا ممكن لأنه عندما يعبر Gliese 12 b وجه نجمه، فإن الضوء الذي يمر عبر غلافه الجوي سيحمل البصمات المميزة للعناصر الموجودة في الغلاف الجوي.
تُسمى هذه العملية “مطياف الإرسال”، ويعد Gliese 12 b واحدًا فقط من مجموعة قليلة من العوالم الشبيهة بالأرض المعتدلة والقريبة بما يكفي لفحصها بهذه الطريقة.
يجري تلسكوب جيمس ويب الفضائي حاليًا بحثًا مشابهًا للكواكب السبعة الشبيهة بالأرض في نظام TRAPPIST-1، والتي تقع على بعد حوالي 40 سنة ضوئية. تشبه هذه الكواكب Gliese 12 b، حيث لا يوجد الكثير منها في المنطقة الصالحة للسكن لنجمها فحسب، بل إن هذا النجم هو أيضًا قزم أحمر صغير وبارد.
قال فان إيلين: “أعتقد أنه من خلال تلسكوب جيمس ويب الفضائي، سنحصل على الأقل على بعض الأدلة حول الغلاف الجوي لهذا الكوكب، والذي سيكون، على ما أعتقد، الشيء التالي الأكثر إثارة الذي يجب القيام به الآن بعد اكتشافه”.
قصص ذات الصلة:
– الكوكب الخارجي لحلوى القطن هو ثاني أخف كوكب تم العثور عليه على الإطلاق
— كوكب بحجم الأرض تم اكتشافه حول نجم قزم أحمر بارد ويشترك في اسمه مع قطعة بسكويت
– يفجر النجم الغلاف الجوي لكوكب خارجي عملاق، تاركًا وراءه ذيلًا ضخمًا
عندما يتعلق الأمر بإمكانية استضافة Gliese 12 b للحياة، فإن العالمين حذرين للغاية. بعد كل شيء، مازلنا في الأيام الأولى لفهمنا لهذا العالم وللطرق التي ستكون قادرة على اكتشاف علامات الحياة في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية، حتى ولو كان قريبًا جدًا مثل Gliese 12 b.
واختتم بالثورب حديثه قائلاً: “أعتقد أن Gliese 12 b سيعلمنا الكثير عن الحياة، لكن لا يمكننا قول أي شيء على وجه اليقين. أعتقد أنه مثير للغاية، ويجب علينا بالتأكيد أن نتطلع إلى المزيد من الأبحاث حول Gliese 12 b”. “إنه ليس مكانًا سيئًا للبدء في البحث عن الحياة.”
نُشر بحث الفريقين يوم الخميس (23 مايو) في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ومجلة الفيزياء الفلكية.