في أغسطس من عام 2016 ، تم تأكيد وجود كوكب شبيه بالأرض بجوار نظامنا الشمسي. لجعل الأمور أكثر إثارة ، تم التأكيد على أن هذا الكوكب يدور داخل منطقة سكنه النجمية أيضًا. منذ ذلك الوقت ، كان الفلكيون والصيادون من الكواكب الخارجية منشغلين بمحاولة تحديد كل ما يمكنهم فعله حول هذا الكوكب الصخري ، المعروف باسم Proxima b. قبل كل شيء كان ذهن الجميع هو مدى احتمالية كونه صالحًا للسكن.
ومع ذلك ، ظهرت العديد من الدراسات منذ ذلك الوقت والتي تشير إلى أن Proxima b ، بالنظر إلى حقيقة أنه يدور حول نوع M (قزم أحمر) ، سيجد صعوبة في دعم الحياة. كان هذا بالتأكيد الاستنتاج الذي تم التوصل إليه في دراسة جديدة قادها باحثون من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا. كما أظهروا ، لن يتمكن كوكب مثل Proxima b من الاحتفاظ بغلاف شبيه بالأرض لفترة طويلة جدًا.
النجوم القزمة الحمراء هي الأكثر شيوعًا في الكون ، حيث تمثل ما يقدر بـ 70 ٪ من النجوم في مجرتنا وحدها. على هذا النحو ، يهتم الفلكيون بشكل طبيعي بمعرفة مدى احتمال دعمهم للكواكب الصالحة للسكن. وبالنظر إلى المسافة بين نظامنا الشمسي و Proxima Centauri - 4.246 سنة ضوئية - يعتبر Proxima b مثاليًا لدراسة قابلية السكن لأنظمة النجوم القزمة الحمراء.
علاوة على كل ذلك ، فإن حقيقة أن Proxima b يعتقد أنها متشابهة في الحجم والتكوين مع الأرض تجعلها هدفًا جذابًا للبحث بشكل خاص. وقادت الدراسة الدكتورة كاثرين جارسيا سيج من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا والجامعة الكاثوليكية الأمريكية في واشنطن العاصمة. كما قالت لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"حتى الآن ، لم يتم العثور على العديد من الكواكب الخارجية بحجم الأرض تدور حول المنطقة المعتدلة لنجمها. هذا لا يعني أنها غير موجودة - يتم العثور على كواكب أكبر في كثير من الأحيان ، لأنه من السهل اكتشافها - ولكن Proxima b ذات أهمية لأنها ليست فقط بحجم الأرض وعلى بعد مسافة مناسبة من نجمها ، ولكنها أيضًا يدور حول أقرب نجم إلى نظامنا الشمسي ".
من أجل تحديد احتمال أن يكون Proxima b صالحًا للسكن ، سعى فريق البحث إلى معالجة المخاوف الرئيسية التي تواجه الكواكب الصخرية التي تدور حول النجوم القزمة الحمراء. وتشمل هذه مسافة الكوكب من نجومها ، وتنوع الأقزام الحمراء ، ووجود (أو غياب) المجالات المغناطيسية. تعد المسافة ذات أهمية خاصة ، نظرًا لأن المناطق الصالحة للسكن (المعروفة أيضًا بالمناطق المعتدلة) حول الأقزام الحمراء أقرب وأكثر إحكامًا.
قال الدكتور غارسيا سيج: "الأقزام الحمراء أكثر برودة من شمسنا ، لذا فإن المنطقة المعتدلة أقرب إلى النجم من الأرض إلى الشمس". "لكن هذه النجوم قد تكون مغناطيسية جدًا ، وكونها قريبة جدًا من نجم نشط مغناطيسيًا يعني أن هذه الكواكب في بيئة فضائية مختلفة تمامًا عما تختبره الأرض. عند تلك المسافات من النجم ، قد تكون الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية كبيرة جدًا. قد تكون الرياح النجمية أقوى. يمكن أن تكون هناك مشاعل نجميّة وجسيمات نشطة من النجم تتأين وتسخن الغلاف الجوي العلوي ".
بالإضافة إلى ذلك ، تُعرف النجوم القزمة الحمراء بأنها غير مستقرة ومتغيرة في طبيعتها عند مقارنتها بشمسنا. على هذا النحو ، سيتعين على الكواكب التي تدور في مكان قريب أن تتعامل مع التوهج والرياح الشمسية الشديدة ، والتي يمكن أن تجرد الغلاف الجوي تدريجيًا. وهذا يثير جانبًا مهمًا آخر من أبحاث قابلية الكواكب خارج المجموعة الشمسية ، وهو وجود المجالات المغناطيسية.
ببساطة ، الغلاف الجوي للأرض محمي بمجال مغناطيسي مدفوع بتأثير دينامو في قلبه الخارجي. لقد منع هذا "الغلاف المغناطيسي" الرياح الشمسية من تجريد الغلاف الجوي بعيدًا ، مما منح الحياة فرصة للظهور والتطور. في المقابل ، فقد المريخ غلافه المغناطيسي قبل ما يقرب من 4.2 مليار سنة ، مما أدى إلى استنفاد الغلاف الجوي وأصبح سطحه المكان البارد والجاف الذي هو عليه اليوم.
لاختبار قابلية Proxima b الصالحة للسكن والقدرة على الاحتفاظ بالمياه السطحية السائلة ، افترض الفريق بالتالي وجود جو شبيه بالأرض و مجال مغناطيسي حول الكوكب. ثم قاموا بحساب الإشعاع المعزز القادم من Proxima b. تم تقديم ذلك من قبل مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ، حيث حدد الباحثون طيف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية في بروكسيما سنتوري لهذا المشروع.
من كل هذا ، قاموا ببناء نماذج بدأت في حساب معدل فقدان الغلاف الجوي ، باستخدام الغلاف الجوي للأرض كقالب. كما أوضحت الدكتورة غارسيا سيج:
"في الأرض ، يتأين الغلاف الجوي العلوي ويسخن بواسطة الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية من الشمس. تهرب بعض هذه الأيونات والإلكترونات من الغلاف الجوي العلوي في القطبين الشمالي والجنوبي. لدينا نموذج يحسب مدى سرعة فقدان الغلاف الجوي العلوي من خلال هذه العمليات (إنه ليس سريعًا جدًا على الأرض) ... ثم استخدمنا هذا الإشعاع كمدخل لنموذجنا وحسبنا مجموعة من معدلات الهروب المحتملة لـ Proxima Centauri b ، استنادًا إلى على مستويات مختلفة من النشاط المغناطيسي. "
ما وجدوه لم يكن مشجعًا للغاية. في جوهرها ، لن تتمكن Proxima b من الاحتفاظ بجو شبيه بالأرض عند تعرضها لإشعاع Proxima Centauri المكثف ، حتى مع وجود مجال مغناطيسي. هذا يعني أنه ما لم يكن لـ Proxima b نوع مختلف تمامًا من تاريخ الغلاف الجوي عن الأرض ، فمن المرجح أن تكون كرة صخرية لا حياة فيها.
ومع ذلك ، كما قال دكتور غارسيا سيج ، هناك عوامل أخرى يجب مراعاتها والتي لا يمكن أن تدرسها دراستهم ببساطة:
"وجدنا أن الخسائر في الغلاف الجوي أقوى بكثير مما هي عليه في الأرض ، وبالنسبة للمستويات العالية من النشاط المغناطيسي التي نتوقعها في Proxima b ، كان معدل الهروب سريعًا بما يكفي بحيث يمكن فقدان جو يشبه الأرض بالكامل في الفضاء. هذا لا يأخذ في الاعتبار أشياء أخرى مثل النشاط البركاني أو التأثيرات على المذنبات التي قد تكون قادرة على تجديد الغلاف الجوي ، ولكن هذا يعني أنه عندما نحاول فهم العمليات التي شكلت جو بروكسيما ب ، علينا أن نأخذ بعين الاعتبار النشاط المغناطيسي للنجم. وفهم الغلاف الجوي جزء مهم من فهم ما إذا كانت المياه السائلة يمكن أن توجد على سطح الكوكب وما إذا كان يمكن أن تكون الحياة قد تطورت ".
إذن ، هذه ليست كل الأخبار السيئة ، لكنها لا تثير الكثير من الثقة أيضًا. ما لم يكن Proxima b كوكبًا نشطًا بركانيًا وخاضعًا للكثير من التأثيرات المالية ، فمن غير المحتمل أن يكون عالمًا معتدلًا يتحمل الماء. على الأرجح ، سيكون مناخه مشابهًا للمريخ - بارد وجاف ومع وجود الماء في الغالب على شكل جليد. وبالنسبة لحياة السكان الأصليين الناشئة هناك ، فهذا ليس مرجحًا أيضًا.
رسمت هذه وغيرها من الدراسات الحديثة صورة قاتمة إلى حد ما حول قابلية أنظمة النجوم القزمة الحمراء للسكن. بالنظر إلى أن هذه هي أكثر أنواع النجوم شيوعًا في الكون المعروف ، يبدو أن الاحتمال الإحصائي للعثور على كوكب صالح للسكن خارج نظامنا الشمسي ينخفض. ليست أخبارًا جيدة على الإطلاق لأولئك الذين يأملون أن يتم العثور على الحياة هناك خلال حياتهم!
ولكن من المهم أن نتذكر أن ما يمكننا قوله بالتأكيد في هذه المرحلة عن الكواكب التي تعمل بالطاقة الشمسية محدود. في السنوات والعقود القادمة ، من المؤكد أن بعثات الجيل القادم - مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) والقمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) - ترسم صورة أكثر تفصيلاً. في هذه الأثناء ، لا يزال هناك الكثير من النجوم في الكون ، حتى لو كان معظمها بعيدًا جدًا!
