كلما تم تأكيد وجود كوكب خارج الطاقة الشمسية ، هناك سبب للاحتفال. مع كل اكتشاف جديد ، تزيد البشرية من احتمالات العثور على الحياة في مكان آخر في الكون. وحتى إذا لم تكن هذه الحياة متقدمة بما يكفي (أو تميل بشكل خاص) لبناء هوائي راديو حتى نتمكن من الاستماع إليهم ، حتى إمكانية الحياة خارج نظامنا الشمسي أمر مثير.
لسوء الحظ ، فإن تحديد ما إذا كان الكوكب صالحًا للسكن أمرًا صعبًا وخاضعًا للكثير من التخمين. بينما يستخدم الفلكيون تقنيات مختلفة لفرض قيود على حجم وكتل وتكوين الكواكب خارج الطاقة الشمسية ، لا توجد طريقة مؤكدة لمعرفة ما إذا كانت هذه العوالم صالحة للسكن. ولكن وفقا لدراسة جديدة من فريق من علماء الفلك من جامعة كورنيل ، فإن البحث عن علامات النشاط البركاني يمكن أن يساعد.
ونشرت دراستهم بعنوان "منطقة هيدروجين بركانية صالحة للسكن" مؤخرًا في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية. وفقا لنتائجهم ، فإن المفتاح للتركيز على الحياة على الكواكب الأخرى هو البحث عن العلامات المنبثقة عن الانفجارات البركانية - وهي غاز الهيدروجين (H²). والسبب هو أن هذا ، وغازات الدفيئة التقليدية ، يمكن أن يوسعان المناطق الصالحة للسكن إلى حد كبير.
كما قال رمسيس راميريز ، الباحث البحثي في معهد Carl Sagan في كورنيل والمؤلف الرئيسي للدراسة ، في بيان صحفي للجامعة:
"على الكواكب المجمدة ، سيتم دفن أي حياة محتملة تحت طبقات من الجليد ، الأمر الذي سيجعل من الصعب جدًا اكتشاف التلسكوبات. ولكن إذا كان السطح دافئًا بما يكفي - بفضل الهيدروجين البركاني والاحترار الجوي - يمكن أن يكون لديك حياة على السطح ، مما يولد عددًا كبيرًا من التوقيعات القابلة للكشف. "
يعتقد علماء الكواكب أنه قبل مليارات السنين ، كان للغلاف الجوي المبكر للأرض وفرة من غاز الهيدروجين (H²) بسبب الغازات البركانية. يُعتقد أن التفاعل بين جزيئات الهيدروجين والنيتروجين في هذا الغلاف الجوي قد أبقى الأرض دافئة لفترة كافية لتتطور الحياة. ومع ذلك ، على مدى الملايين القليلة القادمة ، هرب غاز الهيدروجين هذا إلى الفضاء.
يعتقد أن هذا هو مصير جميع الكواكب الأرضية ، والتي لا يمكن أن تمسك سوى الهيدروجين الذي يسخن كوكبها لفترة طويلة. ولكن وفقًا للدراسة الجديدة ، يمكن أن يغير النشاط البركاني هذا الأمر. طالما أنها نشطة ، ونشاطها قوي بما فيه الكفاية ، حتى الكواكب البعيدة عن نجومها يمكن أن تتعرض لتأثير الدفيئة التي ستكون كافية للحفاظ على أسطحها دافئة.
النظر في النظام الشمسي. عند حساب تأثير الدفيئة التقليدي الناتج عن غاز النيتروجين (N²) وثاني أكسيد الكربون والماء ، تمتد الحافة الخارجية لمنطقة الشمس الصالحة للسكن لدينا إلى مسافة حوالي 1.7 AU - خارج مدار المريخ. أبعد من ذلك ، فإن تكثيف جزيئات ثاني أكسيد الكربون وتشتتها يجعل تأثير الدفيئة ضئيلًا.
ومع ذلك ، إذا كان أحد العوامل في تجاوز مستويات كافية من H² ، يمكن لهذه المنطقة الصالحة للسكن أن تمتد تلك الحافة الخارجية إلى حوالي 2.4 AUs. عند هذه المسافة ، ستكون الكواكب التي هي على مسافة مماثلة من الشمس مثل حزام الكويكبات قادرة نظريًا على الحفاظ على الحياة - شريطة وجود نشاط بركاني كافٍ. هذه بالتأكيد أخبار مثيرة ، خاصة في ضوء الإعلان الأخير عن سبعة كواكب خارجية تدور حول نجم TRAPPIST-1 القريب.
ويعتقد أن ثلاثة من هذه الكواكب تدور حول منطقة النجم الصالحة للسكن. ولكن كما أشارت ليزا كالتنجر - وهي أيضًا عضو في معهد كارل ساجان والمؤلفة المشاركة في البحث - فإن بحثهم يمكن أن يضيف كوكبًا آخر إلى هذا
تشكيلة "يحتمل أن تكون صالحة للسكن":
"إن العثور على كواكب متعددة في المنطقة الصالحة للسكن لنجمها المضيف يعد اكتشافًا رائعًا لأنه يعني أنه يمكن أن يكون هناك كواكب أكثر قابلية للسكن لكل نجم مما كنا نعتقد. إن العثور على المزيد من الكواكب الصخرية في المنطقة الصالحة للسكن - لكل نجم - يزيد من احتمالات العثور على الحياة ... على الرغم من عدم اليقين بشأن مدار أقصى كوكب Trappist-1 الخارجي "h" يعني أنه سيتعين علينا الانتظار لرؤية ذلك الكوكب. "
هناك جانب صاعد آخر في هذه الدراسة هو أنه من السهل اكتشاف وجود غاز الهيدروجين المنتج بركانيًا بواسطة المقاريب الأرضية والفضائية (التي تجري بشكل روتيني عمليات المسح الطيفي على الكواكب الخارجية البعيدة). لذلك لن يزيد النشاط البركاني من احتمال وجود حياة على كوكب فحسب ، بل سيكون من السهل أيضًا تأكيده نسبيًا.
قال راميريز: "لقد قمنا للتو بزيادة عرض المنطقة الصالحة للسكن بنحو النصف ، بإضافة الكثير من الكواكب إلى قائمة أهداف" البحث هنا ". "إن إضافة الهيدروجين إلى الهواء من كوكب خارجي هو أمر جيد إذا كنت عالم فلك تحاول مراقبة الحياة المحتملة من تلسكوب أو مهمة فضائية. إنه يزيد من الإشارة الخاصة بك ، مما يجعل من السهل تحديد تركيبة الغلاف الجوي مقارنة بالكواكب التي لا تحتوي على الهيدروجين. "
بالفعل ، تُستخدم مهمات مثل سبيتزر وتلسكوب هابل الفضائي لدراسة الكواكب الخارجية بحثًا عن علامات الهيدروجين والهيليوم - بشكل أساسي لتحديد ما إذا كانوا عمالقة غازية أو كواكب صخرية. ولكن من خلال البحث عن غاز الهيدروجين جنبًا إلى جنب مع التواقيع الحيوية الأخرى (مثل الميثان والأوزون) ، يمكن لأدوات الجيل القادم مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي أو التلسكوب الأوروبي الكبير للغاية ، تضييق البحث عن الحياة.
بالطبع ، من السابق لأوانه القول ما إذا كانت هذه الدراسة ستساعد في بحثنا عن حياة خارج الطاقة الشمسية. ولكن في السنوات القادمة ، قد نجد أنفسنا خطوة واحدة نحو حل هذا التناقض المزعج!
