قد يكون لدى صائدي الحياة الفضائية مكانة جديدة وغير متوقعة لاستكشافها.
إلى الورقة الأخيرة مقدم من أستاذ مشارك في علم الفلك في جامعة كولومبيا كريستين مينو يقترح المجلة الفيزيائية الفلكية أن الكواكب المغلقة المدارية في مدارات قريبة من النجوم القزمة الحمراء من الفئة M قد تستضيف دورة هيدرولوجية فريدة جدًا. وفي بعض الحالات القصوى ، قد تسبب هذه الدورة انقسامًا مثيرًا للفضول ، حيث يتجمع الجليد في نصف الكرة البعيد من العالم ، تاركًا جانبًا جافًا يتجه نحو الشمس. يقول الخبراء إن الحياة التي تنمو في مثل هذه الظروف ستكون تحديًا ، لكنها - بشكل مغري - يمكن تصورها.
امكانية الحياة حول نجوم القزم الحمراء أثار الباحثين من قبل. يبلغ حجم الأقزام من النوع M 0.075 إلى 0.6 مرة فقط من كتلة شمسنا ، وهي أكثر شيوعًا في الكون. يمكن قياس عمر هذه النجوم البائسة فيتريليوناتمن السنوات للنهاية المنخفضة لمقياس الكتلة. للمقارنة ، كان الكون موجودًا منذ 13.8 مليار سنة فقط. هذه ميزة أخرى في لعبة منح الحياة البيولوجية فرصة للانطلاق. وأثناء وجود ملف منطقة صالحة للسكنى ، أو منطقة 'المعتدل' حيث يبقى الماء سائلاً أقرب إلى نجم مضيف لكوكب يدور حول قزم أحمر ، كما أنها أكثر شمولاً مما نعيشه في نظامنا الشمسي.
Gliese 581- مثال على منطقة صالحة للسكن حول نجم قزم أحمر يتناقض مع نظامنا الشمسي. (Credit: ESO / Henrykus بموجب ترخيص Wikimedia Creative Commons Attribution 3.0 Unported).
لكن مثل هذا السيناريو لا يخلو من عيوبه. الأقزام الحمراء هي نجوم مضطربة ، تطلق العنان لعواصف إشعاعية تجعل أي كواكب قريبة عقيمة للحياة كما نعرفها.
لكن النموذج الذي يقترحه البروفيسور مينو يرسم صورة فريدة ومقنعة. في حين أن الماء على الجانب الدائم من النهار لعالم بحجم الأرض محبوس مداريًا في مدار حول نجم قزم M سوف يتبخر بسرعة ، سيتم نقله عن طريق الحمل الحراري في الغلاف الجوي ويتجمد ويتراكم على الجانب الليلي الدائم. سوف ينتقل هذا الجليد ببطء فقط إلى جانب النهار الحارق وستستمر العملية.
هل يمكن أن تكون هذه الأنواع من 'العوالم المغلقة بالماء' أكثر شيوعًا من عالمنا؟
نوع قفل المد والجزر المشار إليه هو نفسه الذي حدث بين الأرض والقمر. يحافظ القمر على وجه واحد يتجه إلى الأبد نحو الأرض ، ويكمل ثورة واحدة كل 29.5 يومًا من الفترة السينودسية. نرى أيضًا هذه الظاهرة نفسها في الأقمار الصناعية لكوكب المشتري وزحل ، ومن المرجح أن يكون مثل هذا السلوك شائعًا في عالم الكواكب الخارجية التي تدور عن قرب حول نجومها المضيفة.
استخدمت الدراسة نموذجًا ديناميكيًا يُعرف باسم PlanetSimulator تم إنشاؤه في جامعة هامبورغ في ألمانيا. تشير العوالم التي صاغها المؤلف إلى أن الكواكب التي تحتوي على أقل من ربع المياه الموجودة في محيطات الأرض وتخضع لإشعاع مشابه مثل الأرض من نجمها المضيف ستحتجز في النهاية معظم مياهها كجليد على الجانب الليلي من الكوكب.
تشير نتائج بيانات كبلر إلى أن الكواكب التي تدور في مدارات قريبة حول النجوم القزمة M قد تكون شائعة نسبيًا. يلاحظ المؤلف أيضًا أن مثل هذا المصيدة الجليدية في عالم يعاني من نقص المياه يدور حول نجم قزم M سيكون له تأثير عميق على المناخ ، اعتمادًا على كمية المواد المتطايرة المتاحة. يتضمن ذلك إمكانية التأثيرات على عملية التعرية والعوامل الجوية وثاني أكسيد الكربون2ركوب الدراجات والتي تعتبر أيضًا ضرورية للحياة كما نعرفها على الأرض.
حتى الآن ، لا تزال هناك 'قائمة مختصرة' حقيقية للكواكب الخارجية المكتشفة التي قد تناسب القانون. 'أي كوكب في المنطقة الصالحة للسكن لنجم M-dwarf هو عالم محتمل محاصر بالمياه ، وإن لم يكن كذلك إذا علمنا أن الكوكب يمتلك غلافًا جويًا كثيفًا.' قال البروفيسور مينوكون اليوم. 'ولكن مع اكتشاف المزيد من هذه الكواكب ، يجب أن يكون هناك المزيد من المرشحين المحتملين.'
الأوقات الصعبة في الأجواء القاسية - تصور الفنان للجانب النهاري من عالم يدور حول نجم قزم أحمر. ( تنسب إليه : NASA / JPL-Caltech).
نظرًا لأن النجوم القزمة الحمراء شائعة نسبيًا ، فهل يمكن أن ينتشر سيناريو مصيدة الجليد هذا أيضًا؟
قال البروفيسور مينو: 'باختصار ، نعم'الكون اليوم. 'يعتمد ذلك أيضًا على تواتر الكواكب حول هذه النجوم (تشير الدلائل إلى أنها عالية) وعلى الكمية الإجمالية للمياه على سطح الكوكب ، والتي تشير بعض نماذج التكوين إلى أنها يجب أن تكون صغيرة بالفعل ، مما يجعل هذا السيناريو أكثر احتمالية /ذو صلة. يمكن أن يكون ، من حيث المبدأ ، هو القاعدة وليس الاستثناء ، على الرغم من أنه لا يزال يتعين رؤيته '.
بالطبع ، ستواجه الحياة في ظل هذه الظروف تحديات فريدة. سيكون الجانب النهاري من العالم خاضعًا للأهواء العاصفة للشمس القزمة الحمراء المضيفة في شكل عواصف إشعاعية متكررة. سيوفر الجانب الليلي البارد بعض الراحة من هذا ، لكن العثور على مصدر موثوق للطاقة في الجانب الليلي المغلف بشكل دائم مثل العالم سيكون صعبًا ، وربما الاعتماد عليه التخليق الكيميائي بدلاً من التمثيل الضوئي الذي يعمل بالطاقة الشمسية.
على الأرض ، تقع الحياة بالقرب من 'المدخنين السود' أو الفتحات البركانية العميقة في قاع المحيط حيث لا تشرق الشمس أبدًا. يمكن للمرء أيضًا أن يتخيل الحياة التي تجد مكانًا مناسبًا في مناطق الشفق في مثل هذا العالم ، تتغذى على المخلفات التي تدور حولها.
قليلا من ال الأقرب تشمل النجوم القزمة الحمراء لنظامنا الشمسي Promixa Centauri و Barnard’s Star و Luyten’s Flare Star. كان نجم بارنارد هدفًا لعمليات البحث عن الكواكب الخارجية لأكثر من قرن بسبب حركته العالية المناسبة ، والتي لم تظهر شيئًا حتى الآن.
أقرب نجم قزم M مع كواكب خارجية تم اكتشافه حتى الآن هو Gliese 674 ، على بعد 14.8 سنة ضوئية. العدد الحالي للعوالم خارج المجموعة الشمسية وفقًا لـ موسوعة الكوكب خارج المجموعة الشمسية يقف عند 919.
سيوفر هذا البحث أيضًا تحديًا لـ TESS ، و عبور قمر صناعي لمسح الكواكب الخارجية وخلف كيبلر المقرر إطلاقه في عام 2017.
قد يكون البحث عن العوالم المحاصرة بالجليد والتعرف عليها تحديًا. ستظهر مثل هذه الكواكب تباينًا في البياض ، أو السطوع من نصف كرة إلى آخر ، لكننا سنرى دائمًا الجانب الليلي المغطى بالجليد في الظلام. ومع ذلك ، فقد تمكن العلماء الذين يبحثون عن الكواكب الخارجية من استنباط قدر مذهل من المعلومات من البيانات المتاحة من قبل - ربما سنعرف قريبًا ما إذا كانت مثل هذه الواحات الكوكبية موجودة بعيدًا داخل 'خط الثلج' الذي يدور حول النجوم القزمة الحمراء.
اقرأ مقالة عن عوالم محاصرة بالمياه على النحو التالي حلقة الوصل .