من بين النجمين في Alpha Centauri ، من المحتمل أن يكون أحدهما أكثر ملاءمة للسكن من الآخر
في الماضي ، انفجر عدد الكواكب الخارجية المعروفة بـ تم تأكيد 4093 عمليات الكشف حتى الآن (وآخر 4727 مرشحا بانتظار التأكيد). مع اكتشاف العديد من الكواكب التي تبعد عشرات أو مئات أو حتى آلاف السنين الضوئية ، تم توجيه قدر كبير من الاهتمام بشكل مفهوم إلى أقرب جيراننا النجميين. هل يمكن أن تكون الكواكب في الجوار مباشرةً ، مع احتمال وجود الحياة هناك أيضًا؟
بينما تم اكتشاف كوكب يحتمل أن يكون صالحًا للسكن مؤخرًا حول Proxima Centauri ( التالي ب ) ، تظل Alpha Centauri علامة استفهام. ولكن بفضل أ دراسة حديثة من معهد جورجيا للتكنولوجيا (GIT) ، قد نقترب أكثر من تحديد ما إذا كان هذا النظام المجاور يدعم الحياة. في تطور ، كشفت الدراسة أن أحد النجوم في النظام الثنائي من المرجح أن يكون صالحًا للسكن من الآخر.
الدراسة، ' تطور الانحراف للكواكب النجمية في الثنائيات النجمية الشبيهة بالشمس '، ظهر مؤخرًا فيمجلة الفيزياء الفلكيةوتم تمويله من خلال برنامج ناسا للبيولوجيا الخارجية . الدراسة بقيادة بيلي كوارلز ، وهو عالم أبحاث في مركز الفيزياء الفلكية النسبية ، ويضم البروفيسور جونجي لي من مركز GIT للفيزياء الفلكية النسبية وجاك ليساور من مركز أبحاث أميس التابع لناسا.
يظهر انطباع الفنان أن كوكب Proxima b يدور حول النجم القزم الأحمر Proxima Centauri ، أقرب نجم إلى المجموعة الشمسية. الائتمان: ESO / M. كورنميسر
عندما يتعلق الأمر بذلك ، فإن النجوم الفردية التي لديها نظام من كواكب متعددة (مثل نظامنا الشمسي) نادرة جدًا. من ناحية أخرى ، فإن الأنظمة الثنائية مثل Alpha Centauri شائعة جدًا. يتكون هذا النظام من Alpha Centauri A ، وهو نجم أصفر من النوع G أكبر قليلاً من شمسنا ، و Alpha Centauri B - نجم برتقالي من النوع K وهو أقرب في الحجم إلى شمسنا.
في عام 2012 ، اعتقد علماء الفلك أنهم اكتشفوا كوكبًا خارجيًا مرشحًا يدور حول Alpha Centauri B (المعين Alpha Centauri Bb). لسوء الحظ ، قاد التحليل اللاحق علماء الفلك للإعلان بحلول عام 2015 أن هذا كان إيجابيًا خاطئًا ربما كان مجرد خطأ زائف 'شبح' في تحليل البيانات . لوحظ عبور كوكبي محتمل في عام 2013 ، لكنه كان كذلك يقال أنه قريب جدا في الأساس لدعم الحياة.
لتحديد ما إذا كان Alpha Centauriاستطاعلديها أي كواكب صالحة للسكن تدور حولها ، قام فريق علماء الفيزياء الفلكية بنمذجة التوأم النظري للأرض في نظام ثنائي. يتألف هذا من التباين في كيفية تباين الميل المحوري للأرض (المعروف أيضًا باسم الميل) بمرور الوقت مع اختلاف الميل المحوري للمريخ. ثم قاموا بنمذجة الأرض في Alpha Centauri A و Bs المناطق الصالحة للسكن حول الشمسية (ويعرف أيضا باسم مناطق المعتدل).
في حين أن كلا الكواكب يميلان بالمثل - 23.4 درجة مقابل 25.19 درجة إلى مستويهما المداري - فقد تعرض ميل المريخ لمزيد من التغيير بمرور الوقت. وعلى الرغم من أن استقرار تغيرات الأرض في الانحراف بمرور الوقت قد ضمن مناخًا مستقرًا ، فإن الاختلافات الأكثر وضوحًا في كوكب المريخ كانت عاملاً رئيسًا في انتقاله من عالم أكثر دفئًا ورطوبة إلى مكان بارد وغير مضياف كما هو عليه اليوم.
ألمع نجمين من كوكبة Centaurus - (يسار) Alpha Centauri و (يمين) Beta Centauri. النجمة الحمراء الباهتة في وسط الدائرة الحمراء هي Proxima Centauri. الائتمان: ويكيبيديا كومنز / Skatebiker
بشكل أساسي ، التغييرات في انحراف الأرض هي المسؤولة عن تعرض الأرض للعصور الجليدية والعصور الدافئة (المعروف أيضًا باسم الفترات الجليدية والفترات بين الجليدية). ومع ذلك ، فإن حركة ميل الأرض لطيفة وبطيئة ، وتتراوح بين 22.1 درجة و 24.5 درجة على مدار 41000 عام. لقد وفرت هذه الأنواع من التحولات طويلة المدى لأشكال الحياة وقتًا كافيًا للتكيف والتطور ، كما منعت أيضًا أي فترة من أن تكون طويلة جدًا أو متطرفة.
من ناحية أخرى ، يتقدم محور المريخ بين 10 درجات و 60 درجة كل مليوني سنة. عندما يميل الغلاف الجوي إلى 10 درجات ، يتكثف عند القطبين ويتسبب في تصلب كل من بخار الماء وثاني أكسيد الكربون ، مما يجعل الجليد يتمدد. عند ميل 60 درجة ، من المرجح أن ينمو المريخ حزامًا جليديًا حول خط الاستواء ، حيث يكون أكثر دفئًا ويعاني من درجات حرارة سطح تصل إلى 35 درجة مئوية (95 درجة فهرنهايت) في منتصف النهار خلال الصيف.
يعد وجود القمر أيضًا عاملاً لأن جاذبيته تساعد على استقرار محورنا. لولا القمر ، فإن تفاعلات الجاذبية الأرضية مع عطارد والزهرة والمريخ والمشتري ستسبب تغيرات أعمق في ميلنا. قال كوارلز في حديث حديث: 'إذا لم يكن لدينا القمر ، فقد يختلف ميل الأرض بنحو 60 درجة' قصة إخبارية GIT . 'ربما نبدو مثل المريخ ، ويبدو أن انحراف محورها قد ساهم في فقدان الغلاف الجوي.'
في حين أن الدراسة صممت أشكالًا مختلفة من كوكب خارجي يدور حول أي من النجمين ، فقد ركزت بشكل أساسي على كوكب شبيه بالأرض يدور في المنطقة الصالحة للسكن حول المنطقة B ، مع كون النجم A هو النجم الذي يدور حوله. بينما حقق Alpha Centauri A أداءً جيدًا نسبيًا في هذه المحاكاة ، إلا أن النتائج لم تكن مشجعة لذلك Alpha Centauri B - مما يدل على أنه من غير المحتمل أن يكون كوكبًا خارجيًا شبيهًا بالأرض قادرًا على دعم الحياة.
مقارنة بين المنطقة الصالحة للسكن المتوقعة لـ Alpha Centauri A و B. الائتمان: PHL / UPR Arecibo
باختصار ، يدور كل من Alpha Centauri A و B حول بعضهما البعض على نفس المسافة تقريبًا مثل أورانوس وشمسنا ، وهو قريب جدًا في نظام ثنائي. يتسبب المدار A الإهليلجي للغاية مع B في مروره بالقرب من B قبل التحرك بعيدًا ، مما يولد حبال جاذبية قوية. عند نمذجة ، تغلب هذا التأثير على ديناميكيات الأرض الخارجية ، مما تسبب في ميلها ومدارها بشكل كبير.
حتى وجود قمر صناعي كبير مثل قمرنا لم يحسن الوضع بالنسبة للأرض الخارجية. في الواقع ، لقد جعل الأمر أسوأ لأنه ساهم في عدم الاستقرار المحوري. كما أوضح كوارلز:
'أكبر تأثير قد تراه هو الاختلافات في دورات المناخ المتعلقة بمدى استطالة المدار. فبدلاً من وجود عصور جليدية كل 100000 عام كما هو الحال على الأرض ، قد تأتي كل مليون سنة ، وتصبح أسوأ وتستمر لفترة أطول '.
مع هذه النتائج في متناول اليد ، قام الفريق بعد ذلك بتوسيع دراستهم لتشمل المزيد في طريق أنظمة النجوم. عندما يتعلق الأمر بذلك ، فإن أنظمة النجم الواحد ذات الكواكب المتعددة (مثل النظام الشمسي) نادرة جدًا في الواقع. وفي الوقت نفسه ، فإن أنظمة النجوم المتعددة شائعة ، حيث يبدو أن ما يقرب من 50٪ من النجوم في الكون المعروف لديها رفقاء ثنائيون.
يظهر انطباع هذا الفنان خسوفًا لنظام نجمي ثنائي. الائتمان: ESO / L. كالسادا.
من هذا المنطلق ، قرر الفريق أن 87٪ من الكواكب الخارجية 'الشبيهة بالأرض' والموجودة في أنظمة من المحتمل أن يكون لها إمالة محورية مماثلة لميل الأرض - والتي تميل بثبات عند 23.4 درجة. علاوة على ذلك ، وجدوا أنه مع الأنظمة الثنائية بالمعنى الأكثر عمومية ، تزداد بشكل كبير احتمالية تعرض النباتات لانحرافات لطيفة في ميلها. قال البروفيسور لي:
'بشكل عام ، يكون الفصل بين النجوم أكبر في الأنظمة الثنائية ، ومن ثم يكون للنجم الثاني تأثير أقل على نموذج الأرض. تهيمن ديناميكيات حركة الكوكب على التأثيرات الأخرى ، وعادة ما يكون للانحراف تباين أصغر. لذلك ، هذا متفائل للغاية '.
ومع ذلك ، هناك أخبار سيئة لـ Alpha Centauri ، وخاصة أي كواكب يمكن أن تدور حول B ، إنها أيضًا أخبار سيئة لأولئك الذين يأملون في إرسال مهمة هناك في المستقبل غير البعيد للبحث عن علامات الحياة - مثل اختراق Starshot . ومع ذلك ، كان هناك جزء من الأمل تم العثور عليه في الدراسة لأن النموذج أظهر أن كوكبًا بالنوع الصحيح من ميكانيكا المدارات يمكن أن يدعم الحياة
'يحتاج مدار الكواكب ودورانه إلى التقدم بشكل صحيح تمامًا بالنسبة إلى المدار الثنائي. قال كوارلز 'هناك هذه البقعة الصغيرة الجميلة'.'لقد قمنا بمحاكاة ما سيكون عليه الأمر حول الثنائيات الأخرى ذات الاختلافات المتعددة لكتل النجوم والصفات المدارية وما إلى ذلك. كانت الرسالة الإجمالية إيجابية ولكنها ليست لأقرب جار لنا '.
إنه نوع من الأخبار الجيدة / الأخبار السيئة. في حين أنه من المحبط بعض الشيء الاعتقاد بأن Alpha Centauri قد لا يكون لديها أي كواكب صالحة للسكن (والذي يبدو أنه هو الحال بالنسبة لـ Proxima b أيضًا) ، فمن الجيد معرفة أن 50٪ من النجوم في الكون المعروف لديها فرصة في دعمها. الحياة. في النهاية ، فإن العثور على حياة خارج كوكب الأرض (ناهيك عن الذكاء خارج كوكب الأرض) هو كل شيء عن الأرقام!
قراءة متعمقة: جورجيا تك