عندما نجد أخيرًا الحياة في مكان ما خارج الأرض ، فستكون في نهاية بحث طويل. ربما لن تعلن الحياة عن وجودها لنا ، وعلينا أن نتبع سلسلة طويلة من القرائن للعثور عليها. مثل العلماء يستمرون في إخبارنا ، في بداية سلسلة القرائن هذه هي المياه.
أثار اكتشاف نظام TRAPPIST-1 العام الماضي الكثير من الإثارة. 7 كواكب تدور حول النجم TRAPPIST-1 ، على بعد 40 سنة ضوئية فقط من الأرض. في ذلك الوقت ، اعتقد الفلكيون أن بعضهم على الأقل يشبه الأرض. لكن الآن تظهر دراسة جديدة أن بعض الكواكب يمكن أن تحتوي على كمية أكبر من المياه من الأرض. حوالي 250 مرة أكثر.
تركز هذه الدراسة الجديدة على كثافة 7 كواكب TRAPPIST-1. محاولة تحديد تلك الكثافة مهمة صعبة ، وقد تضمنت بعض القوى الكبرى في عالم التلسكوبات. تم استخدام كل من تلسكوب سبيتزر الفضائي وتلسكوب كيبلر الفضائي ومنشأة SPECULOOS (البحث عن الكواكب الصالحة للسكن التي تتفوق على ULtra-cOOl Stars) في مرصد إيسو في Paranal Observatory.
في هذه الدراسة ، خضعت الملاحظات من المقاريب الثلاثة لنمذجة حاسوبية معقدة لتحديد كثافات الكواكب TRAPPIST السبعة. ونتيجة لذلك ، نعلم الآن أنها كلها مصنوعة في الغالب من الصخور ، وأن بعضها يمكن أن يكون 5٪ من الماء بالكتلة. (الأرض حوالي 0.02٪ من الماء بالكتلة).
لم يكن العثور على كثافات هذه الكواكب سهلاً. للقيام بذلك ، كان على العلماء تحديد كل من الكتلة والحجم. تم العثور على الكواكب TRAPPIST-1 باستخدام طريقة العبور ، حيث ينخفض ضوء النجم المضيف أثناء مرور الكواكب بين نجمنا وبيننا. تعطينا طريقة العبور فكرة جيدة جدًا عن حجم الكواكب ، ولكن هذا كل ما في الأمر.
من الصعب العثور على الكتلة ، لأن الكواكب ذات الكتل المختلفة يمكن أن يكون لها نفس المدارات ولا يمكننا تمييزها عن بعضها البعض. ولكن في الأنظمة متعددة الكواكب مثل TRAPPIST-1 ، هناك طريقة.
بينما تدور الكواكب حول نجم TRAPPIST-1 ، فإن الكواكب الأكثر ضخامة تزعج مدارات الكواكب الأخرى أكثر من الكواكب الأخف. هذا يغير توقيت العبور. هذه التأثيرات "معقدة ودقيقة للغاية" وفقًا للفريق ، واستغرق الأمر الكثير من المراقبة وقياس توقيت العبور - ونمذجة الكمبيوتر المعقدة جدًا - لتحديد كثافاتها.
يشرح المؤلف الرئيسي سيمون جريم كيف تم ذلك: "إن كواكب TRAPPIST-1 متقاربة جدًا لدرجة أنها تتداخل مع بعضها البعض بالجاذبية ، وبالتالي فإن الأوقات التي تمر فيها أمام النجم تتغير قليلاً. تعتمد هذه التحولات على كتل الكواكب ومسافاتها والمعلمات المدارية الأخرى. باستخدام نموذج الكمبيوتر ، نقوم بمحاكاة مدارات الكواكب حتى تتوافق عمليات العبور المحسوبة مع القيم المرصودة ، وبالتالي اشتقاق الكتل الكوكبية ".
بادئ ذي بدء ، لم تكشف هذه الدراسة عن الماء. اكتشف المواد المتطايرة التي هي المحتمل ماء.
سواء أكانوا يؤكدون وجود المياه أم لا ، فهذه نتائج مهمة للغاية. نجيد البحث عن الكواكب الخارجية ، والخطوة التالية هي تحديد خصائص أي أجواء تمتلكها الكواكب الخارجية.
يعلق عضو الفريق إريك أجول على الأهمية: "كان الهدف من دراسات الكواكب الخارجية لبعض الوقت هو استكشاف تكوين الكواكب التي تشبه الأرض من حيث الحجم ودرجة الحرارة. إن اكتشاف TRAPPIST-1 وإمكانيات مرافق ESO في تشيلي وتلسكوب ناسا سبيتزر الفضائي في المدار قد جعل هذا ممكنًا - مما يمنحنا أول لمحة عما تصنعه الكواكب الخارجية بحجم الأرض! "
لا تخبرنا هذه الدراسة ما إذا كانت أي من كواكب TRAPPIST لها حياة عليها ، أو حتى إذا كانت صالحة للسكن. إنها خطوة أخرى على الطريق المؤمل ، ربما ، يومًا ما ، لإيجاد الحياة في مكان ما. قال المؤلف المشارك في الدراسة Brice-Olivier Demory من جامعة برن: "الكثافات ، على الرغم من وجود أدلة مهمة على تركيبات الكواكب ، لا تقول أي شيء عن قابلية السكن. ومع ذلك ، تعد دراستنا خطوة مهمة إلى الأمام حيث نواصل استكشاف ما إذا كانت هذه الكواكب يمكن أن تدعم الحياة ".
هذا ما حددته الدراسة حول الكواكب المختلفة في نظام TRAPPIST:
- TRAPPIST 1-b و 1 c هما الكواكب الأعمق ومن المرجح أن يكون لهما نوى صخرية وأن يحيط بهما أجواء أكثر سمكا من الغلاف الجوي للأرض.
- TRAPPIST-1d هو أخف الكواكب بحوالي 30 في المائة من كتلة الأرض. نحن غير متأكدين مما إذا كان لها جو كبير أو محيط أو طبقة جليدية.
- TRAPPIST-1e مفاجأة بعض الشيء. إنه الكوكب الوحيد في النظام أكثر كثافة قليلاً من الأرض. قد يكون لها قلب حديدي أكثر كثافة ، وليس بالضرورة أن يكون لها جو سميك أو محيط أو طبقة جليدية. TRAPPIST-1e هو لغز لأنه يبدو أكثر صخبا من بقية الكواكب. وهي الأكثر تشابهًا بالأرض من حيث الحجم والكثافة وكمية الإشعاع التي تتلقاها من نجمها.
- قد يكون TRAPPIST-1f و g و h أسطح مجمدة. إذا كانت الغلاف الجوي رقيقًا ، فمن غير المحتمل أن تحتوي على الجزيئات الثقيلة التي نجدها على الأرض ، مثل ثاني أكسيد الكربون.
سيتم دراسة نظام TRAPPIST-1 لفترة طويلة جدًا. يعد بأن يكون أحد الأهداف الأولى لتلسكوب جيمس ويب الفضائي (نأمل). إنه نظام مثير للغاية ، وما إذا كان أي من الكواكب يعتبر صالحًا للسكن أم لا ، فإن دراستها ستعلمنا الكثير عن بحثنا عن المياه والسكن والحياة.
