لقد وجدنا حاليًا 867 كوكبًا خارجيًا مختلفًا ، ولكننا لم نحدد بعد ما إذا كانت واحدة من تلك المآوي تؤوي الحياة. في حين أن الأكسجين وفير نسبيًا في الكون ، فإن العثور عليه في الغلاف الجوي لكوكب بعيد يمكن أن يشير إلى قابليته للسكن لأن وجوده - بكميات كبيرة - سيشير إلى الوجود المحتمل للحياة.
ولكن أين ننظر أولاً؟ توصلت دراسة جديدة إلى أنه يمكننا اكتشاف الأكسجين في الغلاف الجوي لكوكب صالح للسكن يدور حول قزم أبيض - وهو نجم في طريقه إلى الموت - بسهولة أكبر بكثير من كوكب شبيه بالأرض يدور حول نجم شبيه بالشمس.
قال آفي لوب ، المنظر في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ومدير معهد النظرية والحساب: "في البحث عن التوقيعات البيولوجية خارج الأرض ، يجب أن تكون النجوم الأولى التي ندرسها أقزامًا بيضاء".
يقدر لوب وزميله دان ماوز من جامعة تل أبيب أن مسحًا لأقرب 500 من الأقزام البيضاء يمكن أن يكشف عن أرض أو أكثر صالحة للسكن.
القزم الأبيض هو ما تصبح عليه النجوم مثل الشمس بعد استنفاد وقودها النووي. ينفخ طبقاته الخارجية ، تاركًا وراءه قلبًا ساخنًا يمكن أن يكون بحجم الأرض تقريبًا. يبرد ويتلاشى ببطء بمرور الوقت ، ولكن يمكنه الاحتفاظ بالحرارة لفترة كافية لتدفئة عالم قريب لمليارات السنين.
حاليًا ، معظم الكواكب التي وجدناها تدور بالقرب من نجمها الأم ، حيث يجد الفلكيون الكواكب التي تستخدم علم الفلك من خلال تأثير الجاذبية الذي يمتلكه الكوكب على النجم ، مما يتسبب في اهتزازه بشكل طفيف. الكواكب الضخمة القريبة من النجم لها التأثير الأكبر وكذلك الأسهل للكشف عنها.
باستخدام القياس الضوئي ، يرى الفلكيون انخفاضًا في كمية الضوء التي يطلقها النجم عندما يمر كوكب أمام النجم. نظرًا لأن القزم الأبيض يبلغ حجمه نفس حجم الأرض تقريبًا ، فإن كوكبًا بحجم الأرض سيحجب جزءًا كبيرًا من ضوءه ويخلق إشارة واضحة. أثبت قياس الضوء ، أو طريقة العبور ، أفضل طريقة للعثور على الكواكب الخارجية.
القزم الأبيض أصغر وأخف بكثير من الشمس ، ويجب أن يكون الكوكب أقرب كثيرًا ليصبح صالحًا للسكن مع وجود الماء السائل على سطحه ، لذلك يجب أن يجعل اكتشاف الكواكب حول نجم قزم أبيض أسهل. سوف يدور كوكب صالح للسكن حول القزم الأبيض مرة كل 10 ساعات على مسافة حوالي مليون ميل.
الأهم من ذلك ، يمكننا فقط دراسة أجواء الكواكب العابرة. عندما يضيء ضوء القزم الأبيض من خلال حلقة الهواء المحيطة بقرص الكوكب المشوش ، يمتص الغلاف الجوي بعض ضوء النجوم. وهذا يترك بصمات كيميائية توضح ما إذا كان ذلك الهواء يحتوي على بخار الماء ، أو حتى بصمات الحياة ، مثل الأكسجين.
ولكن هناك تحذير: قبل أن يتحول النجم إلى قزم أبيض ، يتضخم إلى عملاق أحمر ، يبتلع ويدمر أي كواكب قريبة. لذلك ، يجب أن يصل الكوكب إلى المنطقة الصالحة للسكن بعد أن يتطور النجم إلى قزم أبيض. إما أن يهاجر نحو النجم من مدار أبعد أو يكون كوكبًا جديدًا يتكون من الغبار والغاز المتبقي.
ومع ذلك ، لم نجد بعد كوكبًا خارجيًا حول قزم أبيض ، على الرغم من أن لويب ومعاز يقولون أن وفرة العناصر الثقيلة على سطح الأقزام البيضاء تشير إلى أن جزءًا كبيرًا منها يحتوي على كواكب صخرية.
نحن بحاجة إلى عين أفضل في السماء لإيجاد كواكب حول الأقزام البيضاء ، كما يقول لوب وموز ، ومنظار جيمس ويب الفضائي (JWST) ، المقرر إطلاقه بحلول نهاية هذا العقد ، يعدان باستخلاص غازات هذه العوالم الغريبة. .
أنشأ Loeb و Maoz طيفًا اصطناعيًا ، مكررًا ما سيراه JWST إذا قام بفحص كوكب صالح للسكن يدور حول قزم أبيض. ووجدوا أن كلا من الأكسجين وبخار الماء يمكن اكتشافهما في غضون ساعات قليلة فقط من إجمالي وقت المراقبة.
قال ماوز: "تقدم JWST أفضل أمل في العثور على كوكب مأهول في المستقبل القريب".
أظهر البحث الأخير الذي أجراه علماء الفلك CfA Courtney Dressing و David Charbonneau أن أقرب كوكب صالح للسكن من المحتمل أن يدور حول نجم قزم أحمر (نجم بارد منخفض الكتلة يخضع للانصهار النووي). نظرًا لأن القزم الأحمر ، على الرغم من أنه أصغر حجمًا وأخف من الشمس ، إلا أنه أكبر بكثير وأكثر سطوعًا من القزم الأبيض ، إلا أن بريقه سيطغى على الإشارة الضعيفة من الغلاف الجوي لكوكب مدار. سيتعين على JWST مراقبة مئات الساعات من الترانزيت للحصول على أي أمل في تحليل تكوين الغلاف الجوي.
قال لوب: "على الرغم من أن أقرب كوكب صالح للسكن قد يدور حول نجم قزم أحمر ، إلا أن أقرب كوكب يمكننا إثباته بسهولة أنه قد يدور حوله قد يدور حول قزم أبيض".
اقرأ أوراقهم هنا.
المصدر: CfA
