يُظهر انطباع هذا الفنان النظام الكوكبي حول النجم الشبيه بالشمس HD 10180. كالكادا
تبدو أرضنا وكأنها مكان دافئ ومرحب بنا لأشكال الحياة ، ولكن خارج كوكبنا الصغير ، فإن غالبية النظام الشمسي باردة جدًا بالنسبة لنا للعيش بشكل مريح. تشير دراسة جديدة إلى أن الكواكب في الأنظمة الشمسية الأخرى قد تكون أكثر قابلية للسكن من كوكبنا لأنها ، بشكل عام ، ستكون أكثر دفئًا - تصل إلى 25٪ أكثر دفئًا. وهذا من شأنه أن يجعلهم أكثر نشاطًا من الناحية الجيولوجية ومن المرجح أن يحتفظوا بما يكفي من الماء السائل لدعم الحياة ، على الأقل في شكله الميكروبي. في المقابل ، ستكون "منطقة المعتدل" حول النجوم الأخرى - المنطقة الصالحة للسكن - أكبر من المنطقة الموجودة في نظامنا الشمسي.
تأتي هذه الدراسة الجديدة من الجيولوجيين وعلماء الفلك في جامعة ولاية أوهايو الذين تعاونوا للبحث عن حياة غريبة بطريقة جديدة.
لقد درسوا ثمانية "توائم شمسية" لشمسنا - النجوم التي تتطابق بشكل كبير مع الشمس في الحجم والعمر والتكوين العام - من أجل قياس كميات العناصر المشعة التي تحتويها. جاءت هذه النجوم من مجموعة بيانات مسجلة بواسطة مطياف الباحثين عن الكواكب عالية السرعة الشعاعية في المرصد الجنوبي الأوروبي في تشيلي.
لقد بحثوا في التوائم الشمسية بحثًا عن عناصر مثل الثوريوم واليورانيوم ، وهي ضرورية لتكتونية صفائح الأرض لأنها تُسخن الجزء الداخلي لكوكبنا. تساعد تكتونيات الصفائح على الحفاظ على المياه على سطح الأرض ، لذلك يُنظر إلى وجود تكتونيات الصفائح أحيانًا كمؤشر على كرم كوكب الحياة.
من بين التوائم الشمسية الثمانية التي درسها الفريق حتى الآن ، يبدو أن سبعة تحتوي على ثوريوم أكثر بكثير من شمسنا - مما يشير إلى أن أي كواكب تدور حول هذه النجوم ربما تحتوي على ثوريوم أيضًا. وهذا يعني أن الجزء الداخلي من الكواكب ربما يكون أكثر دفئًا من داخلنا.
على سبيل المثال ، تحتوي نجمة واحدة في الاستطلاع على ثوريوم 2.5 مرة أكثر من شمسنا ، وفقًا لعضو الفريق وطالب الدكتوراه في ولاية أوهايو كايمان أونربورن. يقول إن الكواكب الأرضية التي تكونت حول هذا النجم من المحتمل أن تولد حرارة داخلية بنسبة 25 في المائة أكثر مما تولده الأرض ، مما يسمح لكتونيات الصفائح بالاستمرار لفترة أطول عبر تاريخ الكوكب ، مما يمنح المزيد من الوقت للعيش.
"إذا اتضح أن هذه الكواكب أكثر دفئًا مما كنا نعتقد سابقًا ، فيمكننا زيادة حجم المنطقة الصالحة للسكن حول هذه النجوم بشكل فعال عن طريق دفع المنطقة الصالحة للسكن بعيدًا عن النجم المضيف ، والنظر في المزيد من تلك الكواكب المضيافة للحياة الميكروبية وقال "Unterborn ، الذي عرض النتائج في اجتماع الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي في سان فرانسيسكو هذا الأسبوع.
"إذا اتضح أن هذه الكواكب أكثر دفئًا مما كنا نعتقد سابقًا ، فعندئذ يمكننا زيادة حجم المنطقة الصالحة للسكن حول هذه النجوم بشكل فعال".
وأضاف "في هذه المرحلة ، كل ما يمكننا قوله بالتأكيد هو أن هناك بعض الاختلاف الطبيعي في كمية العناصر المشعة داخل النجوم مثل نجومنا". "مع تسع عينات فقط بما في ذلك الشمس ، لا يمكننا أن نقول الكثير عن المدى الكامل لهذا الاختلاف في جميع أنحاء المجرة. ولكن من خلال ما نعرفه عن تكوين الكوكب ، فإننا نعلم أن الكواكب حول تلك النجوم ربما تظهر نفس الاختلاف ، والذي له آثار على إمكانية الحياة. "
وأوضح مستشاره ، ويندي بانيرو ، الأستاذ المساعد في كلية علوم الأرض بولاية أوهايو ، أن العناصر المشعة مثل الثوريوم واليورانيوم والبوتاسيوم موجودة داخل عباءة الأرض. تقوم هذه العناصر بتسخين الكوكب من الداخل ، بطريقة منفصلة تمامًا عن الحرارة المنبعثة من قلب الأرض.
قال بانيرو: "القلب ساخن لأنه بدأ ساخنًا". "لكن القلب ليس مصدر الحرارة الوحيد. المساهم القابل للمقارنة هو التحلل الإشعاعي البطيء للعناصر التي كانت هنا عندما تشكلت الأرض. بدون النشاط الإشعاعي ، لن تكون هناك حرارة كافية لدفع الصفائح التكتونية التي تحافظ على المحيطات السطحية على الأرض ".
العلاقة بين تكتونية الصفائح والمياه السطحية معقدة وغير مفهومة تمامًا. أطلق عليها بانيرو اسم "أحد الألغاز العظيمة في علوم الأرض". لكن الباحثين بدأوا في الاشتباه في أن نفس قوى الحمل الحراري في الوشاح التي تحرك قشرة الأرض تنظم بطريقة ما كمية الماء في المحيطات أيضًا.
وقال أونتربورن: "يبدو أنه إذا كان لكوكب أن يحتفظ بمحيط على مقاييس زمنية جيولوجية ، فإنه يحتاج إلى نوع من" نظام إعادة تدوير القشرة ، وبالنسبة لنا هذا الحمل الحراري ".
على وجه الخصوص ، تستفيد الحياة الميكروبية على الأرض من الحرارة الجوفية. لا تعتمد عشرات الميكروبات المعروفة باسم الأركيا على الشمس للحصول على الطاقة ، ولكنها بدلاً من ذلك تعيش مباشرة بعيداً عن الحرارة الناتجة عن أعماق الأرض.
على الأرض ، تأتي معظم الحرارة الناتجة عن الاضمحلال الإشعاعي من اليورانيوم. وقال إن الكواكب الغنية بالثوريوم ، وهي أكثر نشاطًا من اليورانيوم ولها نصف عمر أطول ، "ستعمل" أكثر سخونة وستبقى ساخنة لفترة أطول ، مما يمنحها المزيد من الوقت لتطوير الحياة.
حول سبب احتواء نظامنا الشمسي على نسبة أقل من الثوريوم ، قال Unterborn إنه من المحتمل أن يكون الحظ في السحب.
"كل شيء يبدأ بالسوبرنوفا. تحدد العناصر التي تم إنشاؤها في المستعر الأعظم المواد المتاحة لتشكيل النجوم والكواكب الجديدة. تنتشر التوائم الشمسية التي درسناها حول المجرة ، لذا فقد تشكلت جميعها من مستعرات أعظمية مختلفة. ويحدث أن لديهم ثوريوم أكثر عندما تكونوا أكثر مما فعلنا ".
وحذرت جينيفر جونسون ، الأستاذة المساعدة في علم الفلك في ولاية أوهايو والمؤلفة المشاركة للدراسة ، من أن النتائج أولية. وقالت: "تشير جميع الدلائل إلى نعم - أن هناك اختلافًا في وفرة العناصر المشعة في هذه النجوم ، لكننا بحاجة إلى معرفة مدى قوة النتيجة".
لمواصلة هذا البحث ، يريد الفريق إجراء تحليل إحصائي مفصل للضوضاء في بيانات HARPS لتحسين دقة نماذج الكمبيوتر الخاصة به. ثم سيبحث عن وقت التلسكوب للبحث عن المزيد من التوائم الشمسية.
المصدر: جامعة ولاية أوهايو
