تركز الكثير من العناوين الرئيسية والنقاشات حول قابلية الكواكب الخارجية على السكن على قربها من نجمها وعلى وجود الماء. هذا منطقي ، لأن هذه عوامل تحد بشدة. لكن هذه الخصائص الكوكبية هي في الواقع مجرد نقطة بداية للمناقشة الصالحة للسكن / غير الصالحة للسكن. ما يحدث في باطن الكوكب مهم أيضًا.
هناك عدد مذهل من العوامل التي تجعل الأرض كوكبًا مستدامًا للحياة. الغلاف الجوي ، الماء ، القرب من نجمه. نوع النجم واستقراره والاستقرار المداري للكوكب وموقعه في المجرة. هذه ليست سوى بعض تلك التي يتم مناقشتها في كثير من الأحيان. عوامل أخرى أكثر باطنية مثل حجم القمر قد تلعب أيضًا دورًا حاسمًا.
"يكمن قلب السكن في باطن الكواكب."
من "ما الذي يجعل كوكب مسكونًا؟"
ولكن النواة المنصهرة للأرض تلعب أيضًا دورًا رئيسيًا في قابلية الحياة على الأرض ، من خلال إنشاء الغلاف المغناطيسي الذي يحمينا من أشعة الشمس. وعلى الرغم من أننا قد نكون على دراية بهذا الجانب من جوهر الأرض الذي يسمح بالسكن ، إلا أن تكوينه الداخلي يساهم بطرق أخرى.
كتب فريق من الباحثين في معهد كارنيجي رسالة نشرت في مجلة العلوم تحث الباحثين على توسيع نطاقهم عندما يتعلق الأمر بتحديد قابلية السكن. جوهر رسالتهم هو أن القابلية للسكن معقدة للغاية بحيث لا يمكن تحديد نظام علمي واحد ، وأن هناك حاجة إلى نهج شامل أو متكامل للغاية للحصول على طريقة أكثر عملية لتحديد أي كوكب خارجي يمكن أن يكون صالحًا للسكن.
وهي قراءة رائعة.
"ستبني البشرية مكتبة من المعلومات حول المغلفات الغازية التي لا تشكل سوى جزء من المليون من كتلة كوكب خارج المجموعة الشمسية."
من كتاب "ما الذي يجعل كوكب مسكونًا".
مع نمو قوتنا في المراقبة ، يؤكد العلماء أن منهجيتنا لتحديد قابلية السكن يجب أن تنمو أيضًا.
حاليًا ، يمكن للعلماء اكتشاف كوكب خارجي ، وتحديد قربه من نجمه ، وتقييد كتلته وكثافته ، ثم إجراء تخمينات احتمالية حول إمكانية السكن من هناك. ينصب تركيز هذا على محاولة التأكد من الغلاف الجوي لكوكب معين. ولكن حتى لو حصلنا على الغلاف الجوي بشكل صحيح ، فقد قمنا بالفعل بتقشير الطبقة الأولى من البصل. كما يقولون في رسالتهم ، "ستبني الإنسانية مكتبة من المعلومات حول المغلفات الغازية التي لا تشكل سوى جزء من المليون من كتلة كوكب خارج المجموعة الشمسية".
ولكن ماذا بعد ذلك؟ ماذا عن بقية كتلة الكوكب؟ هل تحدد قابلية السكن؟
فريق العلماء هو عنات شاهار ، وبيتر دريسكول ، وأليسيا وينبرغر ، وجورج كودي. في رسالتهم يتحدثون عن الطرق العديدة التي تحدد داخل الأرض قابليتها للسكن.
يقر الفريق أنه من منظور صيد الكوكب ، يبدأ كل شيء مع الغلاف الجوي. يمكن أن تكون إشارات محيرة من الغلاف الجوي ، مثل وجود الأكسجين أو تركيبة كيميائية غير متوازنة ، علامات على الحياة وقابلية العيش. لكنها بعيدة كل البعد عن كونها نهائية.
الأجواء أشياء معقدة وديناميكية. فهي تخضع لجميع أنواع المدخلات ، من مصادر المواد الكيميائية داخل باطن الأرض إلى قدرة الداخل على العمل كمصارف للمواد الكيميائية. إنهم في حالة تغير مستمر ، ويتطلب نوعًا من الاستقرار على مدى فترات طويلة من الزمن لكي تزدهر الحياة.
الجميع على دراية بدورة مياه الأرض ، ولكن هناك دورات أخرى تعمل أيضًا. عندما تنفجر البراكين وتصل الصهارة إلى السطح من خلال الفتحات ، يتم إطلاق المواد الكيميائية التي يتم إعادة تدويرها مرة أخرى في القشرة. إذا تم السماح لبعض المواد الكيميائية بالتراكم ، فإنها تحد بشدة من احتمالات الحياة. في الكتاب ، يستخدم المؤلفون مثال الكربون ، الذي يمكن أن تزيله العمليات الجوية من الغلاف الجوي وتنزل إلى قاع البحر. هناك ، يتم إعادة تدويرها مرة أخرى إلى الداخل في مناطق الاندساس بين الصفائح التكتونية.
النقطة التي يطرحونها هي أنه لا يمكنك حقًا الحكم على الغلاف الجوي دون معرفة العمليات الداخلية للكوكب.
لكن ليست العمليات الداخلية فقط هي التي تؤثر على السكن. إنها أيضًا التركيبة.
إن اللبنات الأساسية للكواكب متناسقة وتتضمن الأكسجين والسيليكون والحديد. لكن كميات ونسب هذه اللبنات يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا. يتم تحديد ذلك من خلال الظروف في القرص الكوكبي الأولي الذي تشكلت منه الكواكب. كما يوضح المؤلفون في رسالتهم ، يمكن أن تختلف كميات هذه العناصر وكيفية معالجتها أثناء تكوين الكواكب بهامش كبير.
يمكن أن يختلف تكوينها النهائي في الكوكب أيضًا بسبب الظروف في القرص الكوكبي الأولي. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤثر تكوين الكواكب العملاقة في وقت مبكر من النظام الشمسي على تكوين الكواكب التي تتشكل لاحقًا.
كل هذا التنوع يخلق مجموعة محيرة من المتغيرات عندما يتعلق الأمر بتحديد قابلية العيش.
"إن البحث اللازم للتحقيق بشكل متماسك في هذه العمليات لا يمكن أن يقوم به العلماء في تخصص واحد بمعزل عن الآخرين".
من كتاب "ما الذي يجعل كوكب مسكونًا".
ما يقوله المؤلفون هو طريقة جديدة للبحث عن السكن. يقترحون طريقة أكثر تعدد التخصصات للقيام بذلك. كما يقولون في رسالتهم ، "لا يمكن أن يقوم العلماء بالتحقيق المتماسك في هذه العمليات من قبل العلماء في تخصص واحد بمعزل عن الآخرين".
يقترحون بحثًا تجريبيًا يركز على أشياء مثل الفيزياء المعدنية ، والمزيد من الدراسات القائمة على الملاحظة للأقراص النجمية وتركيبات القرص الكوكبي. سيتم استخدام هذه المعرفة الجديدة لبناء نموذج أفضل لفهم القابلية للسكن ، وهو أمر سيأخذنا أكثر من اعتمادنا على المياه السائلة ، وتكوين الغلاف الجوي ، والقرب من نجمها ، والعوامل الأخرى التي نستخدمها لمحاولة تحديد قابلية السكن.
إذن ، هل العلماء لا يعطون وزنًا كافيًا لداخل الكوكب عند محاولة تحديد قابلية السكن؟ الجواب ... ربما.
ربما نحتاج إلى نظام أكثر تدرجًا لتصنيف الكواكب الخارجية. يمكن أن تشير قابلية السكن من المستوى الأول إلى المتطلبات الأساسية للسكن. القرب من نجم مناسب ، ماء سائل محتمل ، أشياء من هذا القبيل. من هناك ، يمكن تدوين مستويات مختلفة وفقًا لظروف أكثر صرامة وأكثر صرامة.
لامر وآخرون آل. اقترحوا شيئًا من هذا القبيل في بحثهم لعام 2009 "ما الذي يجعل الكوكب صالحًا للسكن؟" لكن نظام التصنيف ذي المستويات الأربعة لم يتعمق في التصميمات الداخلية للكواكب الخارجية بعمق. في ورقة عام 2012 بعنوان "على احتمال الكواكب الصالحة للسكن" روى فرانسوا Forget Lammer et. نظام التصنيف al. قبل البحث بشكل أعمق في العمليات الجيوفيزيائية التي يجب أن تكون موجودة قبل أن يصبح الكوكب صالحًا للسكن.
تحث هذه الرسالة المجتمع العلمي على المضي قدمًا.
ربما تكون هناك حاجة إلى نموذج عملي أكثر تفصيلاً للتصميمات الداخلية للكواكب الخارجية ، لا يعتمد فقط على الغلاف الجوي ولكن على تكوين القرص وظروفه. في المستقبل القريب ، ستساعدنا المقاريب الأكثر قوة في معرفة المزيد عن الكواكب الخارجية ، وربما حتى تعطينا صورًا فعلية لبعضها.
ولكن إذا كان الفريق الذي يقف وراء هذه الرسالة على حق ، فلن يكون كافياً لتحديد قابلية العيش. نحتاج إلى تقشير طبقات إضافية من البصل ، وقد يتطلب ذلك النوع الأكثر تعقيدًا من النموذج الذي يتصورونه.
