الكواكب التي تعد شبيهة بكوكب الأرض هي تلك التي تتمتع بشروط مشابهة للأرض فيما يتعلق بدرجة حرارتها وقربها من نجمها الأم ووجود ماء سائل على سطحها. وتعتبر كواكب المشابهة للأرض منطقة مثيرة للاهتمام للعلماء، حيث يبحثون عن دلائل على وجود الحياة الخارجية عن الأرض.
تعتبر كواكب HD 85512 b و Gliese 581 d و Kepler-62 e و Kepler-186f من بين الكواكب المعروفة التي يعتقد أنها شبيهة بالأرض. هذه الكواكب تنتمي إلى منطقة الحياة، حيث يمكن أن تكون درجة حرارتها مناسبة لوجود الماء السائل على سطحها.
ومع ذلك، يبقى السؤال المهم هو ما إذا كانت هذه الكواكب تحتوي على حياة. حتى الآن، لم يتم اكتشاف أي دليل مباشر على وجود حياة خارج الأرض، ولا يوجد سوى عدد قليل من الاستدلالات غير المباشرة.
تعتمد إمكانية وجود الحياة على الكواكب الشبيهة بالأرض على وجود الظروف المناسبة، مثل الحماية من الإشعاع الضار والتركيب الجوي المناسب. وعلى الرغم من أن هذه الكواكب قد تمتلك بعض الشروط المشابهة للأرض، إلا أنها تختلف عنها في عوامل أخرى مثل تكوين الغلاف الجوي وتأثير الجاذبية.
باختصار، لا يزال البحث جارٍ عن الكواكب المشابهة للأرض ودلائل على وجود الحياة على سطحها. يعتبر هذا المجال من أهم المجالات البحثية المثيرة للفضائيين والعلماء، حيث يسعون إلى فهم المزيد عن الكواكب الأخرى وإمكانية وجود حياة خارج الأرض.
إقرأ أيضا:كيفية تغيير موقع GPS الخاص بك على هاتفك بكل سهولةفي عام 2010 ، تصدر Gliese 581g الأخبار ، وحاول البعض تقديم تمثيل فني لها على أنها أرض المستقبل ، لكن العلماء اليوم يشكون في وجودها في المقام الأول.
ثم قيل: “تخيل أنك تقف في غروب الشمس الدائم ، تحت سماء برتقالية ضاربة إلى الحمرة ، ممزوجة بالغيوم الرقيقة ، وعلى حافة بحر شاسع ، تتصاعد الأرض الصلبة ببطء من الماء ، تفسح المجال أمام الأراضي المنخفضة مغطاة بنباتات تبلغ درجة حرارتها أربع درجات مئوية ، ولكن أوراقها ليست خضراء ، بل سوداء ومفتوحة بشكل عرضي لامتصاص الطاقة القليلة التي تتناثر عبر المناظر الطبيعية. لقد أتيت إلى هذه الجنة من مسكنك الدائم في مستوطنة على الجانب المظلم والمتجمد من الكوكب ، تتسلق التلال المنخفضة باتجاه حافة المياه وأنت تنظر إلى الأفق ، وتتعهد بأنك في العام القادم ستحضر الكل حتى يكون لديهم اللون والحرارة والضوء ، وأنت تعلم أن العام القادم سيأتي في غضون 37 يومًا فقط ، وستشعر فجأة أنك صغير وغير مهم في عالم شاسع وساحق “.
الآن ، يواصل العلماء البحث عن كواكب أخرى شبيهة بالأرض ، وبفضل تقنيات البحث عن الكواكب المتقدمة وبعض المعدات الكبيرة ، يحدد علماء الفلك الآلاف من الكواكب المرشحة خارج نظامنا الشمسي ، والمعروفة باسم الكواكب الخارجية ، والتي تدور حول نجوم تشبه الشمس. ويتوصل العلماء إلى إدراك واقعي ومخيف تقريبًا. قد يمتلئ الكون ببلايين الكواكب ، بعضها يشبه الأرض بالتأكيد ، على الأقل بشكل سطحي. ولكن ماذا يعني حقًا أن تشبه الأرض كوكبًا؟
إقرأ أيضا:آبل تختبر أكبر تحديث لتطبيق «الهاتف» في آيفون منذ سنواتمنطقة المعتدل: كيف يشبه العالم الأرض؟
إذا كان هناك كوكب آخر يشبه الأرض في الكون ، فلن يكون عليه أن يبدو تمامًا مثل الأرض. وتبدو فرصة اكتشاف عالم أزرق بقطر 12756 كيلومترًا وميلًا على محوره بزاوية 24 درجة صغيرة جدًا.
لكن البحث لا يضر ، ولهذا السبب يواصل علماء الفلك المحاولة. الفكرة ليست بالضرورة نسخة طبق الأصل ، لكنها قريبة. على سبيل المثال ، اكتشف علماء الفلك العديد من ما يسمى بالكواكب العملاقة الصغيرة ، وهي كواكب أكبر قليلاً من كوكبنا ، وهذه تشبيهات أفضل بكثير من كواكب بحجم كوكب المشتري أو زحل.
في الواقع ، تُعرف الكواكب العملاقة مثل كوكب المشتري وزحل باسم عمالقة الغاز لأنها مجرد كتل ضخمة من الهيدروجين والهيليوم وغازات أخرى ذات سطح صلب قليل أو معدوم. العمالقة الغازية ، بعباءاتهم الملونة المتعرجة ، تصنع مشهدًا جميلًا ، لكنها لن تكون مكانًا جيدًا للعيش.
من المرجح أن تصبح الكواكب الصغيرة مثل الأرض أو تلك التي تشبهها كثيرًا حاضنات للحياة ، ويشير علماء الفلك إلى هذه الكواكب الصغيرة على أنها كواكب صخرية لأنها تحتوي على قلب معدني ثقيل محاط بقشرة صخرية. تميل الكواكب الصخرية إلى البقاء بالقرب من نجومها المضيفة ، مما يعني أن مداراتها أصغر وبالتالي سنوات أقصر بكثير. من المحتمل أيضًا العثور على الكواكب الصخرية في Goldilocks ، وهي منطقة من الفضاء حيث يقع الكوكب على بعد مسافة مناسبة فقط. من نجمها المضيف الذي سطحه ليس شديد الحرارة ولا شديد البرودة.
إقرأ أيضا:تردد قناة السعودية للحاج 2023 على عرب سات و نايل سات 301تنطبق هذه الشروط على الأرض ، بالطبع ، لكن كوكب الزهرة يتحمص في تأثير الاحتباس الحراري المفرط ، والمريخ عالم متجمد قاحل. وبين ذلك ، فإن الظروف مناسبة لبقاء الماء السائل على سطح الكوكب دون أن يتجمد أو يتبخر في الفضاء. البحث مستمر الآن للعثور على كوكب آخر في منطقة Goldilocks في نظام شمسي آخر.
طرق مراقبة الكواكب الخارجية
من أهم المشاكل في البحث عن كواكب خارج نظامنا الشمسي هو اكتشاف هذه الكواكب الصغيرة جدًا والبعيدة جدًا بحيث يصعب رؤيتها مباشرة. لا تستطيع تلسكوباتنا الأرضية تمييز كوكب بعيد كنقطة منفصلة عن نجمه المضيف. لحسن الحظ ، يمتلك علماء الفلك وسائل أخرى ويحتاجون جميعًا إلى تلسكوبات متطورة مزودة بمقاييس طيفية وكاميرات تعمل بالأشعة تحت الحمراء.
تُعرف الطريقة الأولى باسم طريقة التذبذب ، وهي تبحث عن التغييرات في السرعة النسبية للنجم نتيجة لسحب الجاذبية المشترك لكوكب قريب. يتسبب هذا الجذب في تحرك النجم باتجاه الأرض وبعيدًا عنها ، مما يخلق اختلافات دورية يمكننا اكتشافها من خلال تحليل طيف الضوء من النجم. أثناء تحركه نحو الأرض ، يتم ضغط موجاته الضوئية ، مما يؤدي إلى تقصير الطول الموجي وتحويل لونه إلى الجانب الأزرق من الطيف. عندما تبتعد عن الأرض ، تتباعد موجاتها الضوئية ، مما يزيد من طولها الموجي وتحول لونها إلى الجانب الأحمر من الطيف. تعمل الكواكب الأكبر حجمًا على تعزيز اضطراب نجومها الأم ، وهذا هو السبب في أن هذه التقنية كانت فعالة جدًا في العثور على عمالقة غازية أكبر بكثير من حجم الأرض.
هناك شيء واحد يمكن لجميع الكواكب فعله جيدًا ، وهو حجب الضوء. إذا تقاطع مدار كوكب ما بين نجمه الأم والأرض ، فسوف يحجب بعض الضوء ويعتم النجم. هذه الظاهرة تسمى العبور ، وتقنية مراقبة الكواكب المرتبطة بها تسمى طريقة العبور. يمكن للتلسكوبات المزودة بمقاييس ضوئية حساسة أن تميز الكواكب الكبيرة بسهولة ، ويمكنها أيضًا اكتشاف الانحدار الطفيف الناجم عن جسم بحجم الأرض.
لجأ بعض علماء الفلك أخيرًا إلى تقنية تسمى العدسة الدقيقة. تحدث العدسة الدقيقة عندما يمر نجم أمام نجم آخر بالضبط. عندما يحدث هذا ، تعمل جاذبية النجم الأمامي مثل العدسة المكبرة وتعزز سطوع نجم الخلفية. إذا كان كوكب يدور حول نجم المقدمة ، فإن جاذبيته المضافة تزيد من تأثير التكبير. بهذه الطريقة ، يمكن بسهولة اكتشاف الكوكب ، الذي قد يكون مخفيًا بواسطة طرق الكشف الأخرى.
كبلر وتيس
لقد أظهرنا سابقًا أن المتطلبات الأساسية لكوكب صالح للسكن تشمل وجود سطح صخري (بدلاً من سطح غازي) ، وامتلاك ماء سائل (بدلاً من بخار الماء) ، والوجود في منطقة المعتدل التي ليست شديدة الحرارة ولا شديدة البرودة. إذن ما هي الأدوات المستخدمة لاكتشاف هذه الأنواع من الكواكب الخارجية؟
تم اكتشاف الكواكب الخارجية الأولى باستخدام تلسكوب هابل في التسعينيات. لكن أول مهمة لوكالة ناسا لاكتشاف كواكب شبيهة بالأرض تدور حول نجوم خارج نظامنا الشمسي كانت باستخدام تلسكوب كبلر الفضائي ، الذي تم إطلاقه في عام 2009. وقد رصد كبلر ، المجهز بمقياس ضوئي حساس للغاية ، سطوع أكثر من 150 ألف نجم ، بحثًا عن تغيرات طفيفة ودورية في سطوعها نتيجة عبور الكواكب أمامها.
سمحت هذه التقنية ، المعروفة باسم طريقة العبور ، لكبلر بتحديد أكثر من 2600 كوكب خارجي ، بما في ذلك 12 كوكبًا في مناطق صالحة للسكن حول نجومهم ، بما في ذلك Gliese 581c و Kepler 62f.
انتهت مهمة كبلر في عام 2018 وأعقبتها مهمة عبر الأقمار الصناعية لاستكشاف الكواكب مثل TESS ، والتي تتمثل مهمتها في البحث عن الكواكب الخارجية باستخدام طريقة العبور أيضًا. سيغطي TESS مساحة من السماء أكبر بـ 400 مرة من منطقة كبلر ، وسوف يدرس النجوم أكثر سطوعًا من 30 إلى 100 مرة.
الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض
فيما يلي بعض الاكتشافات المثيرة للاهتمام للكواكب الشبيهة بالأرض في عوالم بعيدة:
كوكب GJ 667Cc:
في فبراير 2012 ، أبلغ فريق دولي من العلماء عن نتائج أبحاثهم بناءً على طريقة اهتزاز الكوكب GJ 667C ، وهو نجم قزم M مرتبط بنجمين برتقاليين آخرين يقعان على بعد حوالي 22 سنة ضوئية من الأرض.
كان علماء الفلك يأملون في معرفة المزيد عن الأرض العملاقة التي تم اكتشافها سابقًا ، GJ 667Cb ، والتي لها فترة دوران تبلغ 7.2 يومًا فقط ، لكن ملاحظاتهم أدت إلى اكتشاف أفضل لـ GJ 667Cc ، وهو كوكب آخر للأرض الخارقة مع فترة دوران تبلغ 28 يومًا .
يقع الكوكب في منطقة Three Bears في GJ 667C ويتلقى 90 بالمائة من الضوء الذي تتلقاه الأرض. معظم هذا الضوء عبارة عن الأشعة تحت الحمراء ، مما يعني أن الكوكب يمتص على الأرجح نسبة أعلى من الطاقة التي تصل إليه. النتيجة النهائية: قد تمتص GJ 667Cc قدرًا من الطاقة من نجمها كما تفعل الأرض من الشمس ، وقد تدعم الماء السائل والحياة كما نعرفها. لكن الملاحظات اكتشفت لاحقًا أن الكوكب كان شديد الحرارة وغير مناسب للحياة.
كوكب كبلر 452 ب:
غالبًا ما يشار إليه باسم ابن عم الأرض ، فهو كوكب خارجي يقع على بعد حوالي 1400 سنة ضوئية منا. اكتشفته مركبة الفضاء كبلر التابعة لناسا في عام 2015 ، وكان أول عالم قريب من الأرض يُكتشف داخل المنطقة الصالحة للسكن لنجمها كبلر 452 ، حيث قد تكون الظروف مواتية لوجود الماء السائل على سطحه.
إنه أحد كواكب كبلر ويبلغ قطره حوالي 1.6 ضعف قطر الأرض ، ويدور حول نجمه بنفس الطريقة ، ويستغرق حوالي 385 يومًا لإكمال مدار واحد. هذه هي المناطق التي قد تتواجد فيها المياه السائلة على سطح الكوكب.
TRAPPIST-1:
تم اكتشاف هذا النظام في عام 2016 ، ويحتوي على سبعة كواكب تدور حول نجم صغير بارد يعرف باسم TRAPPIST-1. يقع هذا النظام على بعد حوالي 40 سنة ضوئية ، وقد تسبب في ضجة كبيرة لأنه أكبر تجمع لكواكب بحجم الأرض تم اكتشافها خارج نظامنا الشمسي. تدور جميع الكواكب السبعة على مسافات أقرب بكثير من عطارد بالنسبة لشمسنا ، لكن موقعها ضمن إمكانات النجم للحياة يوفر إمكانية وجود ماء سائل على سطحها.
تبدو هذه الكواكب الخارجية ، المسماة TRAPPIST1B من خلال TRAPPIST1H ، صخرية أيضًا. بعضها مرتبط بالمد والجزر (أي أن الوجه نفسه دائمًا ما يتعرض للنجم) ، مما يعني أن جانبًا من الكوكب في ضوء النهار الدائم مع الشمس الحارقة ، في حين أن الجانب الآخر في ظلام بارد تمامًا. ولكن بعد مزيد من الاستكشاف ، يبدو أن TRAPPIST 1e قد يكون الكوكب الوحيد في النظام الذي لا يزال صالحًا للسكن. الكواكب الأخرى إما قريبة جدًا أو بعيدة جدًا عن النجم وغير مناسبة للحياة.
GJ1002b و GJ1002c:
تدور كواكب الموئل الأخرى GJ1002b و GJ1002c حول النجم القزم الأحمر GJ1002 الواقع على بعد حوالي 16 سنة ضوئية من الأرض.
هذه الكواكب الصخرية لها كتلة مماثلة لكتلة الأرض. يستغرق GJ 1002b حوالي 10 أيام للدوران حول النجم ، بينما يستغرق GJ 1002c أكثر من 21 يومًا. تم اكتشاف الكوكبين في عام 2022.
TOI700E:
في أوائل عام 2023 ، أعلنت وكالة ناسا عن اكتشاف TOI 700e بواسطة مهمة TESS خارج المجموعة الشمسية ، وهو كوكب بحجم كوكبنا ، وبينما لا يزال تكوينه غير معروف ، يعتقد العلماء أنه يحتوي على سطح صخري مثل الأرض. يوجد داخل منطقة الكواكب الحية ما يسمح بوجود الماء السائل. يستغرق الأمر 28 يومًا للدوران حول النجم وقد يكون ملتصقًا بالمد والجزر.
بعبارة أخرى ، حتى مع المعايير الأساسية التي ذكرناها للتو ، هناك الكثير الذي يجب مراعاته قبل أن نتمكن من تسمية كوكب شبيه بالأرض. قد توفر البعثات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي مزيدًا من المعلومات ، حيث يمكنها رؤية الأغلفة الجوية للكواكب الخارجية.
مصدر
