يقول العلماء إنه من غير المحتمل أن تعيش الحياة الفضائية على كواكب خارجية أصغر من المريخ
قد يبدو الكوكب الصخري الذي يدور في المنطقة الصالحة للسكن لنجم يشبه الشمس مكانًا مثاليًا لازدهار الحياة، ولكن ليس إذا كان صغيرًا جدًا بحيث لا يمكنه التمسك بغلافه الجوي.
لذا قد نتساءل: كم هو أصغر من ذلك؟ أرض يمكن أن يكون ولا يزال يتمتع بتنفسه المبهج أَجواء؟ ما مدى صغر حجم كوكب خارج المجموعة الشمسية بحيث يدعم الحياة كما نعرفها؟
مع وضع هذه الأسئلة في الاعتبار، قامت ميشيل هيل، عالمة الكواكب بجامعة كاليفورنيا ريفرسايد، وزملاؤها مؤخرًا بمحاكاة ما يحدث للأغلفة الجوية ذات الأحجام المختلفة للعوالم الصخرية. كانت العوالم التي تم اختبارها مشابهة للأرض وتدور في مدارها المناطق الصالحة للسكن حول مثل الشمس النجوم. لقد اتضح أنه لكي يحافظ العالم على غلاف جوي لفترة كافية حتى تتمكن الحياة من الحصول على موطئ قدم (بضعة مليارات من السنين على الأقل)، فإنه يحتاج على الأقل إلى أن يكون كبيرًا مثل المريخ.
تضييق نطاق البحث عن الحياة
تعد المنطقة الصالحة للسكن – المنطقة المحيطة بالنجم حيث تكون درجات الحرارة مناسبة لوجود الماء السائل على سطح الكوكب – مكانًا رئيسيًا في البحث عن حياة غريبة. كما أنها منطقة صعبة بالنسبة للأغلفة الجوية للكواكب الخارجية، لأنه كلما اقترب الكوكب من النجم، كلما زادت الطرق التي يحاول بها الإشعاع والرياح النجمية تجريد الغلاف الجوي.
ولهذا السبب قامت هيل وزملاؤها مؤخرًا بمحاكاة المدة التي ستستغرقها الكواكب الصخرية الشبيهة بالأرض ذات الأحجام المختلفة، في المنطقة الصالحة للسكن لنجم مثل شمسنا، لتفقد غلافها الجوي. بمعنى آخر، إلى أي درجة يمكن أن تكون الأرض، أو أي كوكب مشابه، أصغر حجمًا وما زالت تحتفظ بغلاف جوي؟
تبين أن الإجابة هي أن الكوكب الذي يحافظ على غلافه الجوي يجب أن يكون عرضه حوالي 80% من عرض الأرض، ولكن يمكن أن يكون صغيرًا من الناحية الفنية بنسبة 60%. وهذا يوفر لعلماء الأحياء الفلكية فكرة عن الكواكب التي يجب التركيز عليها في البحث عن عوالم صالحة للحياة وعلامات الحياة الغريبة.
وكتبت هيل وزملاؤها: “إن وفرة الكواكب الخارجية تخلق تحديًا مثيرًا للاهتمام في البحث عن كواكب يحتمل أن تكون صالحة للحياة”. “من بين الأهداف العديدة الموجودة في المناطق الصالحة للسكن لنجمها، والتي تعتبر أفضل المرشحين للمتابعة بهدف الكشف التوقيعات الحيويةبعبارة أخرى، أصبح لدى علماء الأحياء الفلكية الآن عدد كبير جدًا من الكواكب للاختيار من بينها وليس لديهم وقت كافٍ للتلسكوب للبحث فيها جميعًا. لذا، حان الوقت لتضييق نطاق البحث.
إحدى الطرق للقيام بذلك هي معرفة الكواكب التي من المرجح أن تكون صالحة للسكن، وبالنسبة للحياة كما نعرفها، فإن قابلية السكن تعني وجود غلاف جوي.
نمذجة الأجواء – والبراكين
يحاكي نموذج “أصغر من الأرض للسكن” الذي أعدته هيل وزملاؤها مصير الأغلفة الجوية حول الإصدارات الرقمية من الأرض. بعض العوالم التي تمت محاكاتها تشبه عالمنا تمامًا ولكنها أصغر حجمًا، ولها نفس التركيب الكيميائي ونفس نسب اللب والوشاح والقشرة. والبعض الآخر لديه كميات مختلفة قليلاً من الكربون، أو نوى أكبر أو أصغر، أو درجات حرارة بداية مختلفة. يتتبع النموذج ما يحدث لهذه العوالم على مدى بضعة مليارات من السنين، بناءً على أمرين: مدى سرعة الرياح النجمية والإشعاع في تجريد الغاز من الغلاف الجوي للكوكب ومدى سرعة ذلك. البراكين ضخ الغاز (معظمه ثاني أكسيد الكربون) ليحل محله.
النموذج هو كيف أدرك الفريق أن نسخة مصغرة من الأرض يجب أن تكون على الأقل 80٪ من عرض الأرض الحقيقية (0.8 نصف قطر الأرض) للحفاظ على الغلاف الجوي على المدى الطويل. تميل الكواكب الصغيرة إلى فقدان الغاز بشكل أسرع مما يمكن أن تحل محله الانفجارات البركانية.
وذلك لأن الكواكب الصغيرة لديها جاذبية أقل ومجالات مغناطيسية أضعف يمكنها التمسك بأغلفتها الرقيقة من الغاز. كما أنها لا تطلق عادةً ما يكفي من الغاز من الداخل لتعويض الخسارة. تميل عباءاتها – وهي طبقة الصهارة المتموجة تحت القشرة – إلى إطلاق كمية أقل من الغاز البركاني بمرور الوقت، وتبرد طبقاتها العليا وتتصلب بشكل أسرع بكثير. تعمل العملية الأخيرة على إيقاف الانفجارات البركانية في وقت مبكر جدًا من عمر الكوكب.
الكواكب الصغيرة تتشبث بالأغلفة الجوية
ومن خلال تغيير بعض معالم الأرض، تمكن الفريق من الحصول على كواكب صغيرة يصل حجمها إلى 0.6 نصف قطر الأرض للحفاظ على جو مستقر. كان الكربون هو المفتاح: فالكواكب التي تحتوي على المزيد من الكربون في غلافها تميل إلى إطلاق المزيد من غاز ثاني أكسيد الكربون في الانفجارات، وتبين أن هذا هو العامل الأكبر (بخلاف الحجم) في ما إذا كان الكوكب يحتفظ بغلافه الجوي.
وكتبت هيل وزملاؤها: “إن ثاني أكسيد الكربون جزيء ثقيل، مما قد يجعل فقدانه جزيئًا صعبًا. ونحن نركز على الغلاف الجوي النقي لثاني أكسيد الكربون باعتباره أفضل سيناريو للاحتفاظ بالجو.” بالطبع، هذا مجرد سيناريو أفضل حالة لبعض أشكال الحياة البسيطة نسبيًا، لذلك قد يختلف نطاقك البيولوجي الفلكي.
لقد تطلب الأمر أطنانًا من الكربون أكثر مما تحتويه الأرض لإحداث فرق كبير في مصير الغلاف الجوي للكوكب، ولكن نظرًا لأنه من الممكن نظريًا لكوكب أن يتشكل بهذه الكمية من الكربون في تركيبته، فهذه معرفة مفيدة. الكواكب ذات النوى الأصغر نسبيًا، وبالتالي الوشاح الأكثر سمكًا نسبيًا، حظيت أيضًا بحظ أفضل على جبهة الاحتفاظ بالغلاف الجوي. البدء بكمية أكبر من العناصر المشعة، التي تتحلل وتطلق الحرارة في الصخور المحيطة، ساعدت في إبقاء الوشاح منصهرًا والغازات البركانية تتحرك نحو السماء.
إن البدء بغطاء أكثر برودة يساعد أيضًا، وهو ما يبدو مفاجئًا. قد تعتقد أن الوشاح الأكثر سخونة سيكون أكثر عرضة لنفث الغازات البركانية في الغلاف الجوي. ومع ذلك، يستغرق الوشاح الأكثر برودة وقتًا أطول ليبدأ في الانفجار بشكل جدي، مما يعني أن الكوكب سيتمكن من التمسك بمخزونه من الغازات حتى يصبح نجمه أكبر سنًا وأكثر استقرارًا.
تكون النجوم حديثة الولادة عرضة لانفجارات عنيفة من الإشعاع والبلازما، والتي من شأنها أن تجرف الغاز البركاني بنفس سرعة ثورانه. مع الوشاح الأكثر برودة والانفجارات اللاحقة، سيتمكن الكوكب من الاحتفاظ بالمزيد من الغاز المنفجر.
فرصة ثانية لعوالم خالية من الهواء
لا يزال هناك أمل في الحياة للعوالم الأصغر.
وحتى الكواكب التي تفقد غلافها الجوي الأولي بالكامل – بدلًا من استبدالها تدريجيًا بأشياء مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان – قد يكون لديها فرصة ثانية لبناء غلاف جوي جديد.
تقترح هيل وزملاؤها أن إحدى الطرق التي يمكن أن يستعيد بها الكوكب غلافه الجوي المفقود يمكن أن تكون من خلال اصطدام المذنبات والكويكبات، والتي قد تنقل عناصر متطايرة مثل الهيدروجين والأكسجين والكربون. ويمكن لهذه العناصر أن تتحد لتشكل جميع أنواع الغازات الجوية.
يمكن أن تكون مثل هذه التأثيرات مفيدة بشكل خاص إذا حدثت لاحقًا في حياة النظام النجمي، مثل بعد تجاوز النجم مرحلة الشباب من التوهجات الشديدة.
كتبت هيل وزملاؤها: “بينما تواجه الكواكب الصغيرة تحديات أكبر في الحفاظ على غلافها الجوي، يشير نموذجنا إلى أنها تستطيع تطوير غلاف جوي في ظل الظروف المناسبة”، لذلك، “حتى تلك التي فقدت غلافها الجوي في البداية لا ينبغي استبعادها على الفور باعتبارها عوالم يحتمل أن تكون صالحة للحياة”.
ما هي الخطوة التالية؟
يمكن لعمليات المحاكاة المستقبلية باستخدام نموذج أصغر من الأرض للسكن أن تدرس عوالم حول نجوم أصغر وأكثر برودة تسمى الأقزام الحمراء – نجوم مثل TRAPPIST-1، التي تعد موطنًا لسبعة كواكب صخرية على الأقل، ثلاثة منها في المنطقة الصالحة للسكن. تشكل هذه النجوم حوالي 75% من النجوم في مجرتنا، وضوءها الخافت نسبيًا يجعل من السهل على التلسكوبات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) لالتقاط صور لترشيح ضوء النجوم عبر الغلاف الجوي للكواكب التي تمر بين الأرض والنجوم المضيفة لها.
تأمل هيل وزملاؤها أيضًا في استكشاف ما يحدث للأغلفة الجوية حول الكواكب ذات المد والجزر، أو الكواكب التي تحافظ فيها قوى المد والجزر على باطنها ساخنًا ونشطًا زلزاليًا، على غرار قمر المشتري آيو.
نشر الباحثون عملهم في يونيو مجلة علوم الكواكب.
تنويه من موقع “beiruttime-lb.com”:
تم جلب هذا المحتوى بشكل آلي من المصدر:
www.space.com
بتاريخ: 2026-07-22 02:15:00.
الآراء والمعلومات الواردة في هذا المقال لا تعبر بالضرورة عن رأي موقع “beiruttime-lb.com”، والمسؤولية الكاملة تقع على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم استخدام الترجمة الآلية في بعض الأحيان لتوفير هذا المحتوى.
