قد يكون علماء الفلك على وشك تأكيد وجود جو يشبه الأرض على الكواكب الخارجية لأول مرة ، إذا كانت التحليلات الأكثر تفصيلاً تحقق من الملاحظات الأولية من تلسكوب جيمس ويب للفضاء.
الكوكب هو جزء من نظام كوكبي على بعد حوالي 40 سنة ضوئية من الأرض تسمى Trappist-1 ، والتي اكتشفها خمسة من علماء الفلك البلجيكيين في عام 2016 وسميت على اسم البيرة المفضلة لديهم. تمت دراسة النظام بشكل كبير منذ ذلك الحين.
وقال نيستور إسبينوزا ، عالم الفلك في معهد علوم التلسكوب في بالتيمور: “كنظام كوكبي ، إنه غريب كما يحصل”. “النجم صغير جدًا – حجم كوكب المشتري – ولديه ما لا يقل عن سبعة كواكب صخرية يدور حولها. ثلاثة منها في ما نسميه المنطقة الصالحة للسكن ، مما يعني أنها قريبة بما يكفي من النجم أنه إذا كان لديهم جو ، فيمكنهم الحفاظ على الماء السائل.”
ركز إسبينوزا وزملاؤه على Trappist-1 E ، الكوكب الرابع من النجم في النظام ، في دراسة نشرت الأسبوع الماضي في رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية. لم تتمكن أربع ملاحظات أجريت في عام 2023 مع تلسكوب WebB من استبعاد وجود جو ، مما دفع التفاؤل.
“بناءً على الملاحظات الأربع الأولى ، لا يمكننا أن نخبر أن (هذا الكوكب) ليس لديه جو ، لذا فإن الحلم لا يزال على قيد الحياة-إنه لا يزال من الممكن أن يكون لديه جو ،” قال إسبينوزا ، “هذا مثير للغاية ، لأن لدينا برنامج متابعة لـ 15 ملاحظة أخرى.”
وقال إسبينوزا إن تلسكوب Webb لم يتمكن إلا من استبعاد أي جو على Trappist-1 B ، الكوكب الأعمق ، لكن هيئة المحلفين لا تزال في الستة الأخرى ، كما قال إسبينوزا ، حيث يُنظر إلى Trappist-1 e على أنها واحدة من أفضل المرشحين للمياه السطحية السائلة.
تم استخدام تلسكوب جيمس ويب للفضاء ، الذي تم إطلاقه في عام 2021 ، لمراقبة Trappist-1 E. – أليكس وونغ/غيتي إيم.
“قبل ثلاث سنوات ، قبل إطلاق جيمس ويب ، كانت هذه الأنواع من الدراسات خيالًا علميًا” ، قال إسبينوزا عن إمكانية اكتشاف الأجواء على الكواكب البعيدة. “أنا الآن واثق من أننا سنكون قادرين على رؤية نوع الأجواء التي يمكن أن يكون لها trappist-1 e-وإذا كان لها جو يشبه الأرض ، فسنكون قادرين على معرفة ذلك.”
تبحث عن علامات telltale
يشبه Trappist-1 e الأرض في الحجم وينطلق نجمها كل ستة أيام-بمعدل أسرع بكثير من الأرض التي تدور حول الشمس. ذلك لأن النجم أصغر بكثير من شمسنا ، وجميع الكواكب قريبة منها. وقال إسبينوزا: “إذا تمكنت من إحضار نجمة Trappist-1 بطريقة سحرية إلى نظامنا الشمسي ، فإن كل الكواكب ومداراتها ستناسبون مع مدار الزئبق”.
عند البحث عن جو ما ، ينتظر علماء الفلك كوكبًا للعبور أمام نجمه ويلاحظون أي تغييرات طفيفة في ضوء النجوم الذي يرشح. يبحثون عن علامات telltale على جو أثناء التعرف على تكوينه الكيميائي.
مع وجود عمليات النقل الأربعة التي لاحظها تلسكوب Webb في عام 2023 ، تمكن علماء الفلك من استبعاد وجود جو أساسي يعتمد على الهيدروجين على Trappist-1 E ، والذي من المحتمل أن يكون قد تم تفجيره بكميات كبيرة من الإشعاع المنبعثة من نجمه. (فقدت الأرض بالمثل أجواءها الأولية البدائية في وقت مبكر ولكن بعد ذلك بنيت ثانوية ؛ يأمل علماء الفلك أن يكون Trappist-1 E فعل الشيء نفسه.)
تم تفصيل هذا السيناريو في دراسة ثانية ، نُشرت أيضًا الأسبوع الماضي في رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية. ويلاحظ أن الكوكب من غير المرجح أن يكون له جو غني في ثاني أكسيد الكربون مثل تلك الموجودة في كوكب الزهرة والمريخ ، ويشير نحو واحد ثقيل النيتروجين ، وأكثر تشابهًا مع الأرض وجليث زحل.
وقالت سارة سيجر ، أستاذة علوم الكواكب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والمشاركة في بيانا في بيان: “تظل Trappist-1e واحدة من أكثر كواكب المناطق التي تصرفنا ، وهذه النتائج الجديدة تقترب من معرفة نوع العالم”. “الأدلة التي تشير بعيدًا عن الأجواء الشبيهة بالمريخ تشحذ تركيزنا على السيناريوهات التي لا تزال في اللعب.”
مفهوم الفنان يظهر نظام الكواكب Trappist-1. يعتقد علماء الفلك أن ثلاثة كواكب في النظام تدور حول النجم في المنطقة الصالحة للسكن ، حيث يمكن أن يكون الماء السائل موجودًا – إذا كان لهذه الكواكب جو. – JPL-Caltech/NASA
قال إسبينوزا إن فريقه يخطط لإنهاء الجولة الجديدة من 15 ملاحظة بحلول نهاية العام ، مع اكتمال ثلثيهم بالفعل. إذا وجد الفريق علامات لا يمكن دحضها على جو ما ، فيمكن أن يكون هناك ما يبرر المزيد من ملاحظات تلسكوب Webb على أمل اكتشاف توقيعات كيميائية محددة للغازات مثل الميثان ، والتي ترتبط بالحياة على الأرض.
وقال إسبينوزا إن تأكيد الجو سيكون رائداً. وقال: “من شأنه أن يحدد نقاشًا كبيرًا يجري الآن حول ما إذا كانت أنظمة القزم الحمراء يمكن أن تحافظ على جو أم لا”. “الأقزام الحمراء هي في الواقع غالبية النجوم في الكون. لذلك ، إذا كان يمكن أن يحدث هناك ، يمكن أن يحدث في أي مكان. إمكانيات الحياة مجرد نوع من الضرب.”
ومع ذلك ، حتى لو تم استبعاد الجو ، فإن النتيجة ستظل مثيرة ، لأنها ستجعل الحياة على الأرض أكثر خصوصية. من شأنه أن يمهد أيضًا الطريق للبحث المستقبلي للنظر في تدور حول الكواكب الخارجية حول نجوم القزم الصفراء مثل الشمس ، باستخدام التلسكوبات الأكثر قوة من Webb التي لا تزال في مراحل التخطيط.
نتائج مثيرة ، غير مكتملة
وقال مايكل جيلون ، مدير أبحاث وحدة أبحاث الفلك في جامعة لييج في جامعة بلجيكا ، إن نتائج جيمس ويب الأولى لـ Trappist-1e مثيرة للغاية. لم يكن جيلون ، الذي قاد الاكتشاف الأصلي لنظام Trappist-1 ، جزءًا من الدراسة الحديثة.
وأضاف في رسالة بريد إلكتروني ، “إن البيانات ليست حاسمة بعد ، لكنها تثبت أن JWST لديها القدرة على اكتشاف جو يشبه الأرض إذا كان موجودًا. ولأول مرة في التاريخ ، نحن في متناول اليد حقًا لاكتشاف جو حول كوكب خارجي صخري محتمل.”
تحتوي الكواكب في Trappist-1 على مجموعة من الظروف المشابهة للكواكب الأرضية في نظامنا الشمسي. وقال إريك أجول ، الأستاذ في قسم علم الفلك بجامعة واشنطن ، إن هذه الظروف تجعلها مضيفات محتملة للمياه السائلة السطحية ، لكنها تتطلب جوًا لمنع المياه من التجمد على السطح أو تسامي الفضاء. لم يشارك Agol في الدراسة ولكنه يعمل على مجموعة جديدة من الملاحظات مع Espinoza وزملاؤه.
TRAPPIST-1 E هي الأكثر واعدة بين الكواكب السبعة لاستضافة جو يشبه الأرض ، وفقًا لـ AGOL.
وأضاف في رسالة بريد إلكتروني: “النتائج مثيرة للاهتمام ، ولكنها غير مكتملة أيضًا”. “أنا لا أدري ما إذا كان Trappist-1 E قد يكون له جو يشبه الأرض أم لا ، ولم تؤثر الدراسة الحالية على رأيي.”
وفقًا لهوارد تشن ، أستاذ مساعد في علوم الفضاء في معهد فلوريدا للتكنولوجيا ، يجلس Trappist-1e في “نقطة تحول” بين الولايات المعاكسة ، استنادًا إلى عمليات المحاكاة الحاسوبية التي قام بتفصيلها في دراسة جديدة نشرت يوم الأربعاء في رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية. استنادًا إلى تاريخه ، يمكن أن يظهر الكوكب إما على أنه جاف للغاية أو غني بالماء: “هذا يعني أن كل من سيناريوهات” الصخور العارية “و” الحاملة للجو “لا تزال معقولة جسديًا” ، أضاف في رسالة بريد إلكتروني. لم يشارك تشن في البحث الجديد.
وخلص إلى أنه كان يمكن أن يكون Trappist-1e هو عالم صحراوي ، مثل جيرانه الداخليين ، أو ككوكب مبلل مغطى بالمحيطات. وقال تشن: “لا يمكن لبيانات JWST الحالية التمييز بين تلك السيناريوهات حتى الآن ، لكن هذا الغموض هو بالضبط ما تتوقعه محاكاةنا”. “إن حقيقة أن Trappist-1e يمكن أن يكون إما جافًا جدًا أو رطبًا جدًا يعني أن JWST القليلة القادمة (الملاحظات) يمكن أن يقدم كشفًا مثيرًا”.
اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder’s Wonder Science. استكشف الكون مع الأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com