اكتشف علماء الفلك الذين يستخدمون تلسكوب هابل الماء في الغلاف الجوي لكوكب خارجي في منطقة النجم الصالحة للسكن. إذا تم تأكيدها ، فستكون هذه هي المرة الأولى التي نكتشف فيها وجود الماء - وهو مكون مهم للحياة كما نعرفه - على كوكب خارجي. تم الكشف عن الماء على أنه بخار في الغلاف الجوي ، لكن درجة حرارة الكوكب تعني أنه يمكن أن يحافظ على الماء السائل على سطحه ، إذا كان صخريًا.
يسمى الكوكب K2-18b ، وتبعد حوالي 110 سنة ضوئية. الكوكب يختلف كثيرًا عن الأرض. إنها سوبر-إيرث ، وهي أكبر مرتين من الأرض ، وحوالي 8 أضعاف الكتلة. يدور K2-18b حول نجم قزم أحمر ، وتم اكتشافه لأول مرة في عام 2015 بواسطة تلسكوب كيبلر الفضائي.
"إن العثور على الماء في عالم يحتمل أن يكون صالحًا للسكن غير الأرض أمر مثير للغاية".
د. أنجيلوس تسياراس (مركز UCL لبيانات الكيمياء خارج الفضاء ، CSED)
اكتشف علماء الفلك في مركز بيانات الكيمياء الفضائية الخارجية في كلية لندن الجامعية في المملكة المتحدة الاكتشاف في البيانات من الكاميرا الميدانية واسعة النطاق لتلسكوب هابل الفضائي 3. نتائجهم في ورقة بعنوان "بخار الماء في الغلاف الجوي للمنطقة الصالحة للسكن. كوكب كتلة الأرض ثمانية K2-18 ب "نشر في مجلة Nature Astronomy. يعتمد الكشف على التوقيع الطيفي للمياه في الغلاف الجوي للكواكب الخارجية.
قال المؤلف الأول الدكتور أنجيلوس تسياراس (مركز UCL لبيانات الكيمياء الخارجية الفضائية ، CSED) في بيان صحفي: "إن العثور على الماء في عالم يحتمل أن يكون صالحًا للسكن غير الأرض أمر مثير للغاية. K2-18b ليست "Earth 2.0" لأنها أثقل بشكل ملحوظ ولها تركيبة جوية مختلفة. ومع ذلك ، فإنه يقربنا من الإجابة على السؤال الأساسي: هل الأرض فريدة من نوعها؟ "
طور الفريق وراء الاكتشاف خوارزميات وأدار بيانات هابل المؤرشفة من 2016 و 2017 من خلالها. لقد حللوا ضوء النجوم من نجم القزم الأحمر أثناء مروره عبر الغلاف الجوي للكوكب الخارجي. اكتشفوا التوقيع الجزيئي للماء ، وكذلك الهيدروجين والهيليوم.
هذه النتائج لم يتم تأكيدها بعد ، ولكن إذا ومتى تم ذلك ، فإن النتائج ستكون مثيرة للاهتمام. يعتقد العلماء أن الأرض الفائقة مثل هذه الأرض هي أكثر أنواع الكوكب شيوعًا في درب التبانة. والنجوم القزمة الحمراء مثل مدارات K2-18b هي أكثر أنواع النجوم شيوعًا. إنها أيضًا الأروع والأطول عمراً ، إلى جانب كونها الأصغر. هذا يشير إلى أنه من المحتمل أن يكون هناك العديد من الكواكب الخارجية المشابهة لتلك.
اكتشف كيبلر المئات من الأرض الفائقة ، وهي كواكب ذات كتل بين الأرض ونبتون ، ومن المتوقع أن تجد TESS التابعة لوكالة ناسا مئات أخرى. وفقًا للمؤلف المشارك لهذه الورقة الجديدة ، دكتور إنغو فالدمان ، فإن هذا يبشر بالخير لإيجاد كواكب خارجية يمكن أن تكون صالحة للسكن.
قال الدكتور والدمان في بيان صحفي: "مع توقع وجود عدد كبير من الأجسام الخارقة الجديدة خلال العقدين المقبلين ، فمن المحتمل أن يكون هذا هو الاكتشاف الأول لكثير من الكواكب التي يمكن أن تكون صالحة للسكن. هذا ليس فقط لأن الأرض الفائقة مثل K2-18b هي الكواكب الأكثر شيوعًا في درب التبانة ، ولكن أيضًا لأن الأقزام الحمراء - النجوم الأصغر من شمسنا - هي النجوم الأكثر شيوعًا ".
الكوكب لديه عام قصير جدا. يستغرق 33 يومًا فقط لإكمال مدار واحد. يعتقد الباحثون أن K2-18b إما كوكب صخري ، أو كوكب جليدي. إذا كانت جليدية ، فقد تحتوي على كمية كبيرة من الماء في الداخل. لكن هذه مجرد نتائج أولية.
"تساهم هذه الدراسة في فهمنا للعوالم الصالحة للسكن خارج نظامنا الشمسي وتمثل حقبة جديدة في أبحاث الكواكب الخارجية ..."
دكتور. ANGELOS TSIARAS (مركز UCL لبيانات EXOCHEMISTRY الفضائية ، CSED)
وفقا للمؤلفين ، قد يحتوي الغلاف الجوي أيضًا على النيتروجين والميثان ، وهما مادتان كيميائيتان مرتبطتان بالحياة. لكن لسوء الحظ لم يتمكنوا من اكتشافهم. يجب أن ننتظر المزيد من الدراسات ، والتي ستسمح لهم أيضًا بتقدير الغطاء السحابي ونسبة المياه في الغلاف الجوي.
K2-12b قريب حقًا من نجمه ، ولكن نظرًا لأن الأقزام الحمراء ليست نشطة مثل شمسنا ، فإن الكوكب الخارجي يستقبل قدرًا من الطاقة التي تتلقاها الأرض من شمسنا. تظهر حسابات الفلكيين أن درجة حرارتها مشابهة لدرجة حرارة الأرض: في مكان ما في حدود حوالي -72 درجة مئوية إلى 47 درجة مئوية (-99 درجة إلى 116 درجة فهرنهايت).
هذه نتائج مثيرة ، لكن آفاق الحياة على هذا الكوكب الخارجي ليست كبيرة. على الرغم من أن الكوكب نفسه يقع في منطقة النجم الصالحة للسكن ، فقد لا يكون النجم الذي يدور حوله مضيافًا للغاية. يمكن للأقزام الحمراء أن تطلق الكثير من التوهجات ، وكل هذه الطاقة يمكن أن تحد بشدة من إمكانات الحياة.
من ناحية أخرى ، فإن حقيقة أن K2-12b لها جو على الإطلاق أمر مثير للاهتمام ، خاصة أنه يحتوي على الكثير من الهيدروجين. يمكن أن يحمي الغلاف الجوي كوكبًا من إشعاع النجم ، تمامًا مثلما تحمي الأرض. إذا كان الغلاف الجوي للكوكب يهيمن عليه الهيدروجين ، وهو خفيف للغاية ويمكن بسهولة تبديده بواسطة الإشعاع النجمي ، فهذا مؤشر على أنه من بعض النواحي ، قد تكون K2-12b محمية ، على الرغم من أنه يدور حول قزم أحمر.
كما أن حجم K2-12b ، والأرض الخارقة الأخرى ، هو أيضًا عامل صالح للسكن. وقال جيوفانا تينيتي ، الفيزيائي الذي شارك في تأليف الصحيفة ، في مكالمة صحفية: "يمكن أن تبقى المياه طويلة جدًا لأن الأرض الفائقة يمكنها الاحتفاظ بجوها الجوي لفترة أطول ، لأن جاذبيتها أكبر".
قال الدكتور Tsiaras "تساهم هذه الدراسة في فهمنا للعوالم الصالحة للسكن خارج نظامنا الشمسي وتمثل حقبة جديدة في أبحاث الكواكب الخارجية ، حاسمة لوضع الأرض ، في النهاية ، موطننا الوحيد ، في الصورة الأكبر للكون".
يحتاج هذا الاكتشاف إلى متابعة الملاحظات لتأكيده. نحتاج أيضًا إلى مقاريب أفضل لدراسة الغلاف الجوي بتفصيل أكبر ، وأجواء الكواكب الخارجية الأخرى. سيعالج مقرابان في الأفق هذه المهمة. سيكون لجيمس ويب تلسكوب الفضاء القدرة القوية على فحص أجواء الكواكب الخارجية ، وهي بالفعل الخطوة التالية في فهم جميع الكواكب الخارجية التي عثر عليها كيبلر ، والتي سيتم العثور عليها بواسطة TESS.
سيتم إطلاق مهمة ARAEL (مسح كبير للكواكب خارج المجموعة الشمسية للاستشعار عن بعد بالأشعة تحت الحمراء) في عام 2028 وستدرس الغلاف الجوي لحوالي 1000 كوكب خارجي بالتفصيل. سوف تعطينا ARIEL ، جنبًا إلى جنب مع JWST ، فهمًا أفضل بكثير لـ K2-12b والكواكب الخارجية مثلها.
قال البروفيسور جيوفانا تينتي (UCL CSED) ، المؤلف المشارك والباحث الرئيسي لـ ARIEL: “اكتشافنا يجعل K2-18b أحد الأهداف الأكثر إثارة للاهتمام للدراسة المستقبلية. تم اكتشاف أكثر من 4000 كواكب خارجية ، لكننا لا نعرف الكثير عن تكوينها وطبيعتها. من خلال مراقبة عينة كبيرة من الكواكب ، نأمل في الكشف عن أسرار حول كيميائها وتكوينها وتطورها ".
قال فالدمان: "لفهم كيفية تطور السكن في جو غني بالهيدروجين سيكون موضوعًا مكثفًا للغاية للدراسة خلال السنوات العشر المقبلة".
أكثر:
- ورقة بحثية: بخار الماء في الغلاف الجوي لكوكب كتلة الأرض الثمانية K2-18 ب
- بيان صحفي لوكالة ناسا: هابل يكتشف بخار الماء على كوكب خارجي في المنطقة السكنية المناسبة للمرة الأولى
- بيان صحفي عن هابل: اكتشف هابل بخار الماء على كوكب خارجي خارج المنطقة السكنية للمرة الأولى
