هل K2-18b حقًا أرض خارقة صالحة للحياة؟

مفهوم الفنان K2-18b ، وكذلك كوكب آخر في هذا النظام ، K2-18c ، مع النجم الأصل ، قزم أحمر ، في الخلفية. الصورة عبر أليكس بورسما / آيركس.

منذ يومين ، أبلغت EarthSky أنه لأول مرة على الإطلاق ، تم اكتشاف بخار الماء في جو كوكب خارج المجموعة الشمسية المحتمل أن يكون صالحًا للسكن. لم نكن وحدنا في تقريرنا. كما قد يكون متوقعًا ، حظيت النتيجة باهتمام كبير من وسائل الإعلام. لكن ، اتضح أن القصة قد لا تكون كما تم الإبلاغ عنها لأول مرة وأنها كانت ذات طبيعة خاطئة إلى حد ما.

تم تحديد هذا الاكتشاف في ورقتين مختلفتين ، أولهما نُشر على arXiv في 10 سبتمبر 2019 ، والثاني في مجلة Nature Astronomy التي راجعها النظراء في 11 سبتمبر 2019.

تُفصل الأوراق بالتفصيل عن اكتشاف بخار الماء في جو K2-18b ، وهو كوكب خارج المجموعة الشمسية في المنطقة الصالحة لنجمه - حيث يمكن أن تسمح درجات الحرارة بوجود الماء السائل - 110 سنة ضوئية من الأرض. من الصحيح أن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تحديد بخار الماء في جو كوكب خارج المجموعة الشمسية الأصغر (غير العملاق للغاز) في المنطقة الصالحة لنجمه ، ولكن بعد وقت قصير من الإعلان ، انتقد العديد من علماء الكواكب كيف تم اكتشاف مغطاة في وسائل الإعلام ووسائل الإعلام الاجتماعية.

تم تأكيد اكتشاف بخار الماء نفسه ، لكن هناك الكثير من النقاش حول نوع الكوكب K2-18b بالفعل ، وكيف يمكن أن يكون (أو لا) صالحًا للسكن.

مفهوم فنان آخر عن الأرض الفائقة K2-18b. اكتشف العلماء بخار الماء في الغلاف الجوي ، ولكن هل هو صالح للسكن؟ يقول معظم العلماء أنه من غير المرجح. الصورة عبر ESA / Hubble ، M. Kornmesser / UCL News.

وقد أشار بعض العلماء ، بما في ذلك في ورقة علم الفلك الطبيعة ، إلى الكوكب باعتباره الأرض الفائقة. الأرض الفائقة أكبر من الأرض ولكنها أصغر من نبتون - عادة ما يصل إلى ضعف حجم الأرض بحد أقصى - وقد تم اكتشاف الكثير بالفعل. يُعتقد أن معظمها صخرية ، مثل الأرض ، ولكن هناك نقطة انتقالية - تبدأ من حوالي 1.6 إلى 2 مرات نصف قطر الأرض - حيث يمكن أن يصبح الكوكب عملاقًا بالغاز المصغر ، أو نبتون صغيرًا كما يطلق عليه عادة. إنها أكبر من الأرض الفائقة ، ولكنها لا تزال أصغر من نبتون. يعتبر معظم العلماء الآن أن K2-18b عبارة عن نبتون صغير ، وليس كوكبًا أرضيًا كبيرًا ، به جو عميق من الهيدروجين و / أو الهليوم ، وربما لا يوجد سطح صلب على الإطلاق.

K2-18b يبلغ نصف قطرها حوالي 2.7 مرة من الأرض ، والكتلة حوالي تسعة أضعاف كتلة الأرض. على الرغم من أن بعض العلماء ما زالوا يعتبرون أنه كوكب خارق محتمل ، فإن معظمهم ، على ما يبدو ، سيصنفونه على أنه نبتون صغير. كل هذا يمكن أن يكون مربكا بعض الشيء.

دراسة 2017 المرتبطة سابقًا تعتبر أن K2-18b قد يكون كبيرًا وصخريًا أو مغطى بالمياه و / أو الجليد. لكن هذه الدراسة لم تفسر القيود الجوية ، فقط الكتلة ونصف قطرها. كما أخبرني عالم الكواكب الخارجية إيرين ماي على تويتر:

دكتوراه بلدي ركز جزئيا على التمييز بين هذه الفئات من الكواكب. تُظهر العديد من الدراسات أنه من الصعب للغاية إنشاء كوكب> أكثر من 2 نصف قطر أرضي دون وجود جو كبير. الكتلة & نصف القطر (الكثافة) لوحدها ليست في الواقع مفيدة للغاية هنا. أود أيضًا أن أشير إلى أنه من الكتلة ونصف القطر لوحدهما ، يجب ألا يعتبر هذا الكوكب أبداً خارقًا للأرض. أعتقد أن هناك ميلًا للتغلب على هذا المصطلح لأنه أكثر "إثارة" ، لكننا نحن الفلك بحاجة إلى الحفاظ على مصطلحاتنا مستقيمة.

كما أخبرني نستور إسبينوزا ، وهو عالم فلك في معهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPIA):

إذا كنت تعتقد أن ميزة المياه ، عليك أن تصدق أنها أجواء مسيطرة على الجو ، لذا نعم. والمصدر الذي تستشهد به ليس "قديمًا" - في ذلك الوقت لم يكن لدينا قيود في الغلاف الجوي ، بل فقط الكتلة ونصف القطر. - أيضًا: حقيقة أن نرى ميزة مائية * تعني * وجود مناخ يهيمن عليه هو / هو . لا توجد طريقة حوله.

يوجد موضوع جيد على Twitter حول كل هذا هنا ، من جيسي كريستيانسن ، عالم أبحاث في معهد ناسا Exoplanet Science Institute (NExScI):

رفاق. إعلانان مستقلان اليوم عن نفس الشيء: لقد وجدنا بخار الماء في جو كوكب يسمى K2-18 ب!

لكن انتظر؟

ماذا يعنى ذلك؟

- الدكتورة جيسي كريستيانسن (@ عالم الفضاء) 11 سبتمبر 2019

أيضا من مراسل الطبيعة الكسندرا ويتز:

بعض الأخبار اليوم عن K2-18b ، كوكب صغير 110 سنة ضوئية من الأرض. رصد هابل بخار الماء وربما السحب في الجو. https://t.co/3alGmHq9wS

- الكسندرا ويتز (@ alexwitze) 11 سبتمبر ، 2019

الكوكب هو مجرد نبتون صغير أكثر من كوكب الأرض: إنه يتمتع بجو هيدروجيني كثيف وإذا كنت تريد العثور على الماء ، فيجب عليك أن تتضخم. لكن العمل يدفع بحدود فهم هذه العوالم الغريبة وكيف يمكن أن تكون (أو على عكس) الأرض.

- الكسندرا ويتز (@ alexwitze) 11 سبتمبر ، 2019

وموضوع آخر ، من مارينا كورين في المحيط الأطلسي :

1 / خيط حول أخبار الكواكب الخارجية الكبيرة التي تم الإعلان عنها اليوم ، والتي ستكون صادقة تمامًا - كانت صعبة بالنسبة لي في التحليل والإبلاغ .. https://t.co/J1rstNGrpR

- مارينا كورين (marinakoren) 11 سبتمبر ، 2019

ماذا عن السكن؟ نظرًا لأن الكوكب - من قبل معظم العلماء - يعتبر الآن نبتون صغيرًا ، فإن هذا يقلل من الفرص بشكل كبير. إن بخار الماء نفسه ، أو حتى المطر (كما لا يزال يعتبر ممكنًا في الغلاف الجوي لهذا الكوكب) ، رائع ، لكن الحياة كما نعرفها تتطلب سطحًا صخريًا / داخليًا للمواد المغذية الكيميائية وأجسام الماء السائل. قد يكون هناك بالفعل كواكب بأشكال حياة في جو غازي فقط ، لكن بالنسبة للحياة الأرضية على الأقل ، يبدو أن K2-18b غير مناسب لذلك.

كان هناك الكثير من النقاش حول ما إذا كان K2-18b هو أرض خارقة أم نبتون صغير. يتفق معظم العلماء الآن على أنه نبتون صغير ، مما يجعل إمكانية العيش أقل احتمالا. الصورة عبر باترسون كلارك / واشنطن بوست / كورا.

العثور على أدلة على بخار الماء على كوكب خارج المجموعة الشمسية البعيدة في منطقة النجم الصالحة للسكن أمر مثير ، لكنه ليس في حد ذاته دليلًا على قابليته للسكن. هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها ، بما في ذلك تكوين الكوكب والغلاف الجوي. ومع ذلك ، فإن K2-18b هو أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية حتى الآن وجد أنه يحتوي على بخار ماء في الغلاف الجوي ، وهو ما يعد علامة جيدة: فهو يدعم مزاعم العلماء بأنه حتى الكواكب الأصغر التي تحتوي على بخار الماء و / أو الماء السائل ، توجد عوالم هي أكثر تشبه الأرض من حيث الحجم والتكوين. ستكون التلسكوبات الفضائية القادمة مثل تلسكوب James Webb Space Telescope (JWST) قادرة على دراسة أجواء الكواكب المشابهة ، وأصغر ، بتفاصيل أكبر من أي وقت مضى ، وحتى البحث عن التواقيع الحيوية ، والتي يمكن أن تكون دليلًا على مدى الحياة.

خلاصة القول: كوكب خارج المجموعة الشمسية K2-18b به بخار ماء في غلافه الجوي ، لكن الكوكب نفسه ربما يكون غير شبيه بالأرض.

المصدر: بخار الماء في الغلاف الجوي لكوكب الأرض المكون من ثمانية كتل أرضية K2-18 ب

المصدر: بخار الماء على كوكب خارج المجموعة الشمسية للسكن K2-18b

عبر UCL الأخبار