اكتشاف “كوكب الزهرة الخارجي” الذي يحتمل أن يكون صالحًا للسكن مع درجة حرارة تشبه الأرض

اكتشف علماء الفلك اكتشافًا نادرًا ومثيرًا لكوكب خارجي يشبه الأرض، على بعد 40 سنة ضوئية، وقد يكون أكثر دفئًا قليلاً من عالمنا. الورقة الجديدة “Gliese 12 b، كوكب معتدل بحجم الأرض يقع على ارتفاع 12 فرسخ فلكي تم اكتشافه باستخدام TESS وCHEOPS“، تم نشره في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.

يدور الكوكب الذي يُحتمل أن يكون صالحًا للسكن، والمسمى Gliese 12 b، حول نجمه المضيف كل 12.8 يومًا، وهو مشابه في الحجم لكوكب الزهرة – أصغر قليلاً من الأرض – وتقدر درجة حرارة سطحه بـ 42 درجة مئوية (107 درجة فهرنهايت)، وهي أقل أكثر من معظم الكواكب الخارجية التي يبلغ عددها 5000 والتي تم تأكيدها حتى الآن.

هذا على افتراض أنه لا يوجد لديه غلاف جوي، وهي الخطوة الحاسمة التالية لتحديد ما إذا كان صالحًا للسكن. قد يكون له غلاف جوي يشبه الأرض، وهو أقرب إلى كوكب الزهرة – الذي تعرض لظاهرة الاحتباس الحراري الجامحة التي جعلت منه حفرة جحيم تبلغ درجة حرارتها 400 درجة مئوية (752 درجة فهرنهايت) – ولا يوجد غلاف جوي، أو ربما نوع مختلف من الغلاف الجوي غير موجود في شمسنا. نظام.

يعد الحصول على إجابة أمرًا حيويًا لأنه سيكشف ما إذا كان Gliese 12 b قادرًا على الحفاظ على درجات حرارة مناسبة لوجود الماء السائل – وربما الحياة – على سطحه، بينما يفتح أيضًا إجابات حول كيفية وسبب تطور الأرض والزهرة بشكل مختلف تمامًا.

إن Gliese 12 b ليس بأي حال من الأحوال أول كوكب خارج المجموعة الشمسية يتم اكتشافه، ولكن كما قالت وكالة ناسا، لا يوجد سوى عدد قليل من العوالم المشابهة له التي تستحق نظرة فاحصة.

تم وصفه بأنه “أقرب عالم عابر ومعتدل بحجم الأرض موجود حتى الآن” وهدف محتمل لمزيد من التحقيق بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

أقرب كوكب خارجي شبيه بالأرض إلينا – وربما الأكثر شهرة – هو بروكسيما سنتوري بي، الذي يبعد عنا أربع سنوات ضوئية فقط. ومع ذلك، نظرًا لأنه ليس عالمًا عابرًا، فلا يزال أمامنا الكثير لنتعلمه عنه، بما في ذلك ما إذا كان يتمتع بغلاف جوي وإمكانية إيواء الحياة.

يتم اكتشاف معظم الكواكب الخارجية باستخدام طريقة العبور، حيث يمر الكوكب أمام نجمه من وجهة نظرنا، مما يتسبب في انخفاض سطوع النجم المضيف.

أثناء العبور، يمر ضوء النجم أيضًا عبر الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية ويتم امتصاص بعض الأطوال الموجية. تمتص جزيئات الغاز المختلفة ألوانًا مختلفة، لذلك يوفر العبور مجموعة من البصمات الكيميائية التي يمكن اكتشافها بواسطة التلسكوبات مثل ويب.

يمكن أن يكون Gliese 12 b مهمًا أيضًا لأنه قد يساعد في الكشف عما إذا كانت غالبية النجوم في مجرتنا درب التبانة – أي النجوم الباردة – قادرة على استضافة كواكب معتدلة لها غلاف جوي وبالتالي صالحة للحياة.

ويدور حول نجم قزم أحمر بارد يسمى Gliese 12، والذي يبعد حوالي 40 سنة ضوئية عن الأرض في كوكبة الحوت.

وقال شيشير دولاكيا، وهو طالب دكتوراه في جامعة هارفارد: “يمثل Gliese 12 b أحد أفضل الأهداف لدراسة ما إذا كانت الكواكب بحجم الأرض التي تدور حول نجوم باردة يمكنها الاحتفاظ بغلافها الجوي، وهي خطوة حاسمة لتعزيز فهمنا لقابلية السكن على الكواكب عبر مجرتنا”. مركز الفيزياء الفلكية بجامعة جنوب كوينزلاند في أستراليا.

وشارك في قيادة فريق بحث مع لاريسا باليثورب، طالبة الدكتوراه في جامعة إدنبرة وكلية لندن الجامعية.

يبلغ حجم النجم المضيف للكوكب الخارجي حوالي 27% من حجم شمسنا، وتبلغ درجة حرارة سطحه حوالي 60% من نجمنا.

ومع ذلك، فإن المسافة التي تفصل بين Gliese 12 والكوكب الجديد هي 7% فقط من المسافة بين الأرض والشمس. وبالتالي، يتلقى Gliese 12 b طاقة من نجمه تزيد بمقدار 1.6 مرة عما تحصل عليه الأرض من الشمس، ونحو 85% مما يتلقاه كوكب الزهرة.

وهذا الاختلاف في الإشعاع الشمسي مهم لأنه يعني أن درجة حرارة سطح الكوكب تعتمد بشكل كبير على الظروف الجوية. بالمقارنة مع درجة حرارة السطح المقدرة لـ Gliese 12 b والتي تبلغ 42 درجة مئوية (107 درجة فهرنهايت)، يبلغ متوسط ​​درجة حرارة سطح الأرض 15 درجة مئوية (59 درجة فهرنهايت).

وأوضح دولاكيا أن “الغلاف الجوي يحبس الحرارة، ويمكن أن يغير درجة حرارة السطح الفعلية بشكل كبير، اعتمادًا على النوع”. “نحن نقتبس درجة حرارة التوازن للكوكب، وهي درجة الحرارة التي سيكون عليها الكوكب إذا لم يكن لديه غلاف جوي.

“جزء كبير من القيمة العلمية لهذا الكوكب هو فهم نوع الغلاف الجوي الذي يمكن أن يتمتع به. وبما أن Gliese 12 b يقع بين كمية الضوء التي تحصل عليها الأرض والزهرة من الشمس، فسيكون ذلك ذا قيمة لسد الفجوة بين هذين. كوكبان في نظامنا الشمسي.”

وأضاف باليثورب: “يُعتقد أن الغلاف الجوي الأول للأرض والزهرة قد تم تجريدهما ثم تم تجديدهما عن طريق إطلاق الغازات البركانية وقصف المواد المتبقية في النظام الشمسي.

“الأرض صالحة للسكن، ولكن كوكب الزهرة ليس بسبب فقدانه الكامل للمياه. ونظرًا لأن Gliese 12 b يقع بين الأرض والزهرة من حيث درجة الحرارة، فإن غلافه الجوي يمكن أن يعلمنا الكثير عن مسارات القابلية للسكن التي تتخذها الكواكب أثناء تطورها.”

استخدم الباحثون، جنبًا إلى جنب مع فريق آخر في طوكيو، الملاحظات التي أجراها القمر الصناعي TESS (القمر الصناعي العابر لمسح الكواكب الخارجية) التابع لناسا للمساعدة في اكتشافهم.

وقال ماسايوكي كوزوهارا، الأستاذ المساعد في مركز علم الأحياء الفلكي في طوكيو، والذي شارك في قيادة فريق بحث مع أكيهيكو فوكوي، مساعد المشروع: “لقد وجدنا أقرب كوكب، عابر، ومعتدل، بحجم الأرض حتى الآن”. أستاذ في جامعة طوكيو.

“على الرغم من أننا لا نعرف حتى الآن ما إذا كان يمتلك غلافًا جويًا، إلا أننا كنا نفكر فيه باعتباره كوكبًا خارج كوكب الزهرة، له نفس الحجم والطاقة التي يتلقاها من نجمه مثل جارنا الكوكبي في النظام الشمسي.”

أحد العوامل المهمة في الحفاظ على الغلاف الجوي هو عاصفة نجمه. تميل الأقزام الحمراء إلى أن تكون نشطة مغناطيسيًا، مما يؤدي إلى توهجات متكررة وقوية من الأشعة السينية.

ومع ذلك، خلصت التحليلات التي أجراها كلا الفريقين إلى أن Gliese 12 لا يُظهر أي علامات على مثل هذا السلوك المتطرف، مما يزيد الآمال في أن الغلاف الجوي لـ Gliese 12 b ربما لا يزال سليمًا.

وقال مايكل ماكلوين، عالم الفيزياء الفلكية في مركز غودارد التابع لناسا: “نحن نعرف فقط عدداً قليلاً من الكواكب المعتدلة المشابهة للأرض والتي تكون قريبة بما فيه الكفاية منا وتفي بالمعايير الأخرى اللازمة لهذا النوع من الدراسة، والتي تسمى التحليل الطيفي للإرسال، باستخدام المرافق الحالية”. مركز رحلات الفضاء في جرينبيلت، ميريلاند، ومؤلف مشارك لورقة كوزوهارا وفوكوي.

“لكي نفهم بشكل أفضل تنوع الأغلفة الجوية والنتائج التطورية لهذه الكواكب، نحتاج إلى المزيد من الأمثلة مثل Gliese 12 b.”

على بعد 40 سنة ضوئية من الأرض، يقع Gliese 12 b على نفس المسافة تقريبًا من نظام TRAPPIST-1.

يتكون هذا الكوكب من سبعة كواكب، جميعها تقريبًا في نطاق حجم الأرض ومن المحتمل أن تكون صخرية، وتدور حول نجم قزم أحمر.

وتقع ثلاث منها في المنطقة الصالحة للسكن، ولكن اثنين منها على الأقل – وربما جميعها – لا يوجد بها غلاف جوي ومن المحتمل أن تكون قاحلة، مما يبدد الآمال عندما تم اكتشافها لأول مرة قبل ثماني سنوات بأنها يمكن أن تكون عوالم مائية تستضيف الحياة.