قد يكون لصيادو الحياة الغريبة مكانة جديدة وغير متوقعة للاستكشاف.
تشير ورقة بحثية حديثة قدمتها الأستاذة المساعدة في علم الفلك في جامعة كولومبيا كريستين مينو إلى مجلة الفيزياء الفلكية إلى أن الكواكب المغلقة في المدارات القريبة من النجوم القزمة الحمراء من الفئة M قد تستضيف دورة هيدرولوجية فريدة جدًا. وفي بعض الحالات الشديدة ، قد تتسبب هذه الدورة في انقسام غريب ، حيث يتجمع الجليد على نصف الكرة الأرضية من العالم ، تاركًا جانبًا مشمسًا. ويقول الخبراء إن الحياة التي تنتشر في مثل هذه الظروف ستكون تحديًا ، ولكن من الممكن تصورها.
أثار احتمال وجود حياة حول النجوم القزمة الحمراء غضب الباحثين من قبل. الأقزام من النوع M هي فقط من 0.075 إلى 0.6 مرة مثل شمسنا ، وهي أكثر شيوعًا في الكون. يمكن قياس عمر هذه النجوم البائسة في تريليونات سنوات للنهاية المنخفضة لمقياس الكتلة. للمقارنة ، كان الكون موجودًا منذ حوالي 13.8 مليار سنة. هذه إضافة أخرى في لعبة إعطاء الحياة البيولوجية فرصة لبدء العمل. وعلى الرغم من أن المنطقة الصالحة للسكن ، أو منطقة "المعتدل" حيث تبقى المياه سائلة ، أقرب إلى نجم مضيف لكوكب يدور حول قزم أحمر ، إلا أنها أكثر اتساعًا مما نعيش فيه في نظامنا الشمسي.
لكن مثل هذا السيناريو لا يخلو من عيوبه. الأقزام الحمراء هي نجوم مضطربة ، تطلق العنان لعواصف إشعاعية من شأنها أن تجعل أي كواكب قريبة معقمة للحياة كما نعرفها.
لكن النموذج البروفيسور مينو يقترح صورة فريدة ومقنعة. في حين أن الماء في الجانب النهاري الدائم لعالم بحجم الأرض المحصور في المدار حول نجم قزم M يتبخر بسرعة ، سيتم نقله عن طريق الحمل الحراري الجوي ويتجمد ويتراكم على الجانب الليلي الدائم. هذا الجليد سوف يهاجر ببطء مرة أخرى إلى الجانب النهاري الحارقة وستستمر العملية.
هل يمكن أن تكون هذه الأنواع من "العوالم المغلقة" أكثر شيوعًا من تلك الخاصة بنا؟
نوع قفل المد والجزر المشار إليه هو نفسه الذي حدث بين الأرض والقمر. يحافظ القمر على وجه واحد إلى الأبد باتجاه الأرض ، ويكمل ثورة واحدة كل 29.5 يومًا من فترة السينودس. نرى أيضًا هذه الظاهرة نفسها في الأقمار الصناعية للمشتري وزحل ، ومن المرجح أن مثل هذا السلوك شائع في عالم الكواكب الخارجية التي تدور حول النجوم المضيفة بشكل وثيق.
استخدمت الدراسة نموذجًا ديناميكيًا يعرف باسم PlanetSimulator تم إنشاؤه في جامعة هامبورغ في ألمانيا. تقترح العوالم التي صاغها المؤلف أن الكواكب التي تحتوي على أقل من ربع الماء الموجود في محيطات الأرض ، وتعرض لتشمس مماثل للأرض من نجمها المضيف ، ستحتجز في النهاية معظم مياهها كجليد على الجانب الليلي من الكوكب.
تشير نتائج بيانات كيبلر إلى أن الكواكب في المدارات القريبة حول النجوم القزمة M قد تكون شائعة نسبيًا. يشير المؤلف أيضًا إلى أن مثل هذا المصيدة الجليدية في عالم يعاني من نقص في المياه يدور حول نجم قزم M سيكون له تأثير عميق على المناخ ، اعتمادًا على كمية المواد المتطايرة المتاحة. وهذا يشمل إمكانية التأثيرات على عملية التعرية ، والعوامل الجوية ، وثاني أكسيد الكربون2 لركوب الدراجات التي تعتبر مهمة أيضًا للحياة كما نعرفها على الأرض.
حتى الآن ، لا تزال هناك "قائمة قصيرة" حقيقية بالكواكب الخارجية المكتشفة التي قد تتناسب مع الفاتورة. "أي كوكب في المنطقة الصالحة للسكن لنجم قزم M هو عالم محتمل محاصر بالمياه ، على الرغم من أنه ربما ليس إذا عرفنا أن الكوكب يمتلك جوًا سميكًا." قال البروفيسور مينو كون اليوم. "ولكن مع اكتشاف المزيد من هذه الكواكب ، يجب أن يكون هناك العديد من المرشحين المحتملين."
بما أن النجوم القزمة الحمراء شائعة نسبيًا ، فهل يمكن أن يكون سيناريو مصيدة الجليد منتشرًا أيضًا؟
قال البروفيسور مينو "باختصار ، نعم" مجلة الفضاء. "يعتمد أيضًا على تواتر الكواكب حول هذه النجوم (تشير الدلائل إلى أنها عالية) وعلى إجمالي كمية المياه على سطح الكوكب ، والتي تشير بعض نماذج التكوين إلى أنها يجب أن تكون صغيرة بالفعل ، مما يجعل هذا السيناريو أكثر احتمالية /ذو صلة. يمكن ، من حيث المبدأ ، أن يكون هو القاعدة وليس الاستثناء ، على الرغم من أنه لا يزال يتعين رؤيته ".
بالطبع ، ستواجه الحياة في ظل هذه الظروف التحديات الفريدة. سيخضع الجانب النهاري من العالم لأهواء عاصفة من شمس مضيفة القزم الأحمر في شكل عواصف إشعاعية متكررة. سيوفر الجانب الليلي البارد بعض الراحة من هذا ، ولكن العثور على مصدر موثوق للطاقة على الجانب الليلي المخفي بشكل دائم مثل العالم سيكون أمرًا صعبًا ، وربما الاعتماد على التخليق الكيميائي بدلاً من التمثيل الضوئي الذي يعمل بالطاقة الشمسية.
على الأرض ، تقع الحياة بالقرب من "المدخنين السود" أو فتحات بركانية عميقة في قاع المحيط حيث لا تشرق الشمس على الإطلاق. ربما يمكن للمرء أيضًا أن يتخيل الحياة التي تجد مكانة في مناطق الشفق في هذا العالم ، تتغذى على المخلفات التي تنتشر.
بعض أقرب النجوم القزمة الحمراء لنظامنا الشمسي تشمل 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 حتى الآن.
أقرب نجم قزم M مع كواكب خارجية تم اكتشافه حتى الآن هو Gliese 674 ، على مسافة 14.8 سنة ضوئية. العدد الحالي للعوالم خارج المجموعة الشمسية وفقًا لموسوعة الكواكب خارج المجموعة الشمسية يبلغ 919.
سيوفر هذا البحث أيضًا تحديًا لـ TESS والقمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة وخليفة كيبلر المقرر إطلاقه في عام 2017.
قد يكون البحث عن عوالم محاصرة بالجليد وتحديدها تحديًا. ستظهر مثل هذه الكواكب تباينًا في البياض ، أو سطوع من نصف الكرة الأرضية إلى الآخر ، لكننا سنرى دائمًا الجانب الليلي المغطى بالجليد في الظلام. ومع ذلك ، استطاع علماء صيد الكواكب الخارجية استخراج كمية مذهلة 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 الورقة حول عوالم المياه المحتبسة على الرابط التالي.
