ما هو النطاق الصالح للحياة في الأنظمة النجمية؟

المنطقة المسماة “Goldilocks” أخذت اسمها من الحكاية الخيالية “Goldilocks and the Three Bears” ، التي تحكي قصة فتاة من الصعب إرضاءها تطلب حساء شعير مناسب ، ليس حارًا جدًا ولا باردًا ، ما هو المبدأ. أصل الحياة ، أو على الأقل نوع الحياة الموجودة. بالاعتماد على الماء كما نعرفه هنا على الأرض.

إذا كان مدار كوكب ما قريبًا جدًا من نجمه الأم ، فإن الماء الموجود فيه سوف يتبخر بسبب الطقس الدافئ ، وإذا كان بعيدًا جدًا ، سيتجمد الماء تمامًا ، ولكن المسافات الصحيحة لـ Goldilocks ، المنطقة الصالحة للسكن ، أو المسافات التي تحدد المنطقة الصالحة للسكن تختلف بين النجوم.

شمسنا قزم أصفر من نوع (G) ، ولا شك أن هناك منطقة صالحة للسكن حولها ، حيث تحتل الأرض هذه المنطقة في مدارها ، والتي تبعد 150 مليون كيلومتر عن الشمس.

وفقًا لوكالة ناسا ، فإن المنطقة الصالحة للسكن حول الأقزام الحمراء من النوع M – وهي أصغر حجمًا وأكثر برودة من الشمس – أقرب إلى النجم نفسه ، ولكنها أبعد في حالة وجود نجم أكبر وأكثر سخونة من النوع A مثل Sirius.

يقول علماء الأحياء الفلكية الذين يبحثون عن الحياة على الكواكب الأخرى أن الكوكب موجود في المنطقة الصالحة للسكن كعامل يجب مراعاته. على سبيل المثال ، من الواضح أن قمرنا يقع في منطقة المعتدل ، لأنه ينتمي إلى كوكبنا ، ولكن لا توجد مياه سائلة على سطحه .

يجب أيضًا مراعاة الضغط الجوي وتكوينه ، فالقمر ليس له غلاف جوي ، وبالتالي لا يمكنه العيش بمفرده.

من المهم أيضًا عدم المبالغة في ذلك عند قراءة عبارة “صالح للسكن”. لا يفهم العلماء تمامًا أصل الحياة على الأرض ، لذلك لا نعرف المكونات الدقيقة الأخرى الضرورية للحياة ، إلى جانب الماء والغلاف الجوي.

تمت دراسة نظامنا الشمسي أكثر من معظم المجرات الأخرى ، وقد اكتشف الباحثون المكان الذي يجب أن تكون فيه منطقة Goldilocks ، المنطقة الصالحة للسكن ، من خلال تقدير درجات حرارة سطح الكواكب بناءً على مقدار الحرارة التي تتلقاها من نجومهم.

تتوافق النتائج حتى الآن مع ما نعرفه من الملاحظات: الأرض كوكب مائي يعج بالحياة ، وفقًا لوكالة ناسا ، يقع في مكان مثالي في المنطقة الصالحة للسكن ، المريخ ، الذي كان يحتوي على الكثير من المياه في الماضي ، هو صحراء قاحلة اليوم ، والزهرة شديدة الحرارة ، نظرًا لقربها من الشمس وغلافها الجوي سميك جدًا.

يعد اكتشاف الكواكب الخارجية الجديدة التي تدور حول نجوم بعيدة أمرًا شائعًا في الوقت الحاضر ، ولكن من المثير دائمًا العثور على كواكب في منطقة Goldilocks ، وهي المنطقة الصالحة للسكن ، للنجم الأم.

حدث هذا في عام 2016 عندما تم اكتشاف كوكب “Proxima Centauri b” أو “Centaur الأقرب ب” وهو يدور حول أقرب جيران للشمس في الفضاء ، وهو القزم الأحمر “Proxima Centauri” ، والذي يبعد حوالي 4 سنوات ضوئية. هو نجم صغير جدًا وخافت منطقته الصالحة للسكن قريبة جدًا منه ، يدور Proxima Centauri b حول هذا القزم الأحمر مرة واحدة كل 11 يومًا وهو آمن هناك ، وفقًا للمرصد الأوروبي الجنوبي.

قزم أحمر آخر تمت دراسته كثيرًا ، TRAPPIST-1 ، يبعد حوالي 40 سنة ضوئية. إنه أبعد بكثير من Proxima Centauri ، لكنه قريب من الشمس. وفقًا لوكالة ناسا ، يحتوي TRAPPIST-1 على سبعة كواكب صخرية تدور حوله ، ثلاثة منها في Goldilocks ، منطقة Scope الصالحة للسكن.

يوجد ماء على الكواكب السبعة ، ولكن في شكل سائل فقط على الكواكب الثلاثة داخل المنطقة الصالحة للسكن ، وبخار الماء أو السحب في الغلاف الجوي على الكواكب الأقرب إلى النجم ، والجليد في الأبعد.

يتوق علماء الفلك لمعرفة المزيد عن نظام TRAPPIST-1 ، وهو هدف لتلسكوب جيمس ويب الفضائي.

عندما يتشكل النظام الشمسي ، لا فائدة من وجود كواكب في المنطقة الصالحة للسكن ، ونظام TRAPPIST-1 غير معتاد ، حيث يحتوي على ثلاثة كواكب هناك.

من الناحية النظرية ، هل هناك حد لعدد الكواكب التي يمكن أن تسقط في Goldilocks؟ طرح هذا السؤال عالم الفيزياء الفلكية شون ريمون.

يوجد بالفعل ، من الناحية النظرية ، حد يصبح النظام فوقه غير مستقر بسبب قرب الكواكب. تصور ريموند ما أسماه “الهندسة النهائية لتصميم النظام الشمسي” ، بإجمالي 412 كوكبًا في منطقة Goldilocks ، المنطقة الصالحة للسكن ، مرتبة في ثمانية مدارات متحدة المركز ، تدور بالتناوب إلى الأمام والخلف.

يقول ريموند: “كنت أحاول فهم كيفية تشكل أنظمة الكواكب ، وما الذي يجعل النظام الشمسي مختلفًا عن أنظمة الكواكب الخارجية التي اكتشفناها ، وأنواع التكوينات المدارية المستقرة وغير المستقرة”. الحفاظ على استقراره هو الحاجة إلى التفكير فيما إذا كنت “أقوم بالبحث عن تشكيل هذا النظام. لحسن الحظ ، يمكنني استخدام العديد من المقالات الحديثة للعلماء كمصدر إلهام. لقد اختبرت أكثر الأنظمة تطرفًا باستخدام عمليات محاكاة الكمبيوتر وتحققت من النتائج.”

“لقد قمت بالفعل ببناء نظامين شمسيين ، يحتوي كل منهما على 30 كوكبًا في المنطقة الصالحة للسكن. وتتشكل هذه الأنظمة بشكل طبيعي بافتراض حدوث سلسلة الأحداث الصحيحة. لكن لا يمكنني تخيل الهندسة النهائية لتصميم النظام الشمسي بشكل طبيعي إن وجود نظام من الكواكب على مسافات متساوية ، موزعة بين حلقات تدور في اتجاهين متعاكسين ، أمر مستحيل على حد علمي ، فإذا كان مثل هذا النظام موجودًا ، فسأقول أنه بني عن قصد! قام المهندسون من حضارة متقدمة جدًا ببنائها.

إذا كان مثل هذا النظام موجودًا بالفعل ، فكيف يمكننا اكتشافه من الأرض؟

يقول ريموند: “من الصعب جدًا اكتشافها”. “الإشارات التي نقيسها لاستنتاج وجود كواكب خارجية أو سرعات شعاعية أو إشارات عبور يمكن أن تصبح في نهاية المطاف مشوشة للغاية بحيث يمكن أن يظن خطأ أنها تداخل من ذلك النظام.”

اقرأ أيضًا:

اكتشاف مجرة ​​ذات كوكب شبيه بالأرض يمكن أن تكون صالحة للسكن

الكواكب الخارجية أكثر ملاءمة للحياة من الأرض

ترجمه: أنور عبد العزيز الأديب

تحرير: سمية بن لكحل