يجد العلماء بخار الماء في جو الأرض الفائق

مفهوم الفنان عن الأرض الفائقة K2-18b ، عالم بعيد يعرف الآن بخار الماء في الجو ودرجات الحرارة المعتدلة نسبيًا. هل يمكنها - هل هي - دعم الحياة؟ الصورة عبر ESA / Hubble / M. Kornmesser / UCL News.

استكمال: منذ نشر هذه القصة يوم الأربعاء ، كان هناك عاصفة من الجدل حول هذا الموضوع. لدينا متابعة قادمة يوم الأحد. قراءة هذا واحد أولا ...

أعلن العلماء اكتشافًا مثيرًا آخر اليوم (11 سبتمبر 2019) فيما يتعلق بالكواكب الخارجية التي يمكن أن تكون صالحة للسكن. لأول مرة ، اكتشفوا بخار الماء في جو الأرض الفائقة البعيدة - التي تسمى K2-18b - التي تدور حول نجمها في المنطقة الصالحة للسكن. كلمة "صالح" في هذا السياق لا تعني أن البشر يمكنهم العيش هناك. المنطقة الصالحة للنجم هي المنطقة التي قد توجد فيها مياه سائلة ، والماء ضروري للحياة كما نعرفها. هذه الكواكب الخارجية خاصة لديها أيضا درجات حرارة معتدلة نسبيا ، وفقا للمعايير الأرضية. مع بخار الماء المؤكد ودرجات الحرارة الصالحة للسكن ، أصبح K2-18b مجرد هدف مثير للاهتمام للغاية في البحث عن الحياة.

تم نشر هذا الاكتشاف الذي تمت مراجعته من قِبل النظراء في ورقة اليوم (11 سبتمبر 2019) في مجلة Nature Astronomy ، بواسطة باحثين من جامعة لندن كوليدج (UCL). كما تم نشر ورقة أخرى (نسخة مسودة) على ArXiv في 10 سبتمبر 2019.

ينبع العمل الجديد من الملاحظات التي تم إجراؤها باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. يمثل أول تحليل شامل ناجح في الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية في المنطقة الصالحة لنجمه. أثبتت هذه الدراسات صعوبة بسبب مسافات هذه العوالم وأحجامها الأصغر مقارنةً بعمالقة الغاز مثل كوكب المشتري.

تم اكتشاف الماء في جو كوكب خارج المجموعة الشمسية "كوكب الأرض" الذي يدور حول نجمه داخل المنطقة الصالحة للسكن. على الرغم من أنه من غير المتوقع أن يكون جو الكواكب الخارجية "صالحًا للسكن" وفقًا للمعايير البشرية ، فإن هذا اكتشاف رائع: https://t.co/CzkgUzdnPp pic.twitter.com/wqkABFnJ00

- إيان أونيل (astroengine) 11 سبتمبر 2019

وفقًا لأنجيلوس تسياراس في مركز بيانات الكيمياء الفضائية في جامعة كاليفورنيا (UCL) ، والمؤلف الأول للورقة الجديدة:

إن العثور على الماء في عالم يحتمل أن يكون صالحًا للسكن بخلاف الأرض أمر مثير للغاية. K2-18b ليس "Earth 2.0" لأنه أثقل بشكل كبير وله تكوين جوي مختلف. ومع ذلك ، فإنه يقربنا من الإجابة على السؤال الأساسي: هل الأرض فريدة من نوعها؟

استند تحليل الغلاف الجوي K2-18b إلى بيانات من تليسكوب هابل الفضائي. في هذا التحليل ، وجد العلماء أيضًا الهيدروجين والهيليوم في الغلاف الجوي. إنهم يعتقدون أن النيتروجين والميثان ربما يكونا حاضرين ، لكن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لتأكيد ذلك أم لا. يحتاج العلماء أيضًا إلى معرفة مدى غيوم الغلاف الجوي ومقدار بخار الماء الموجود فيه. يعتقدون أيضًا أنه من المحتمل أن تكون هناك غيوم مائية في جو K2-18b أيضًا ، وربما حتى مطر . من الورقة الثانية:

نظرًا للإشعاع المنخفض نسبيًا ، تكون درجة حرارة K2-18b منخفضة بدرجة كافية بحيث يمكن أن يتكثف بخار الماء المكتشف بشكل معقول لتشكيل قطرات سائلة. لذلك من الممكن أن تتساقط أمطار الماء السائل في الغلاف الجوي K2-18b.

قال المؤلف المشارك جيوفانا تينيتي:

يجعل اكتشافنا K2-18b أحد الأهداف الأكثر إثارة للدراسة المستقبلية. تم اكتشاف أكثر من 4000 كوكب خارج المجموعة الشمسية لكننا لا نعرف الكثير عن تركيبتها وطبيعتها. من خلال مراقبة عينة كبيرة من الكواكب ، نأمل أن تكشف أسرارها عن كيميائها وتشكيلها وتطورها.

كما أضاف Tsiaras:

تسهم هذه الدراسة في فهمنا للعوالم الصالحة للحياة خارج نظامنا الشمسي ، وهي تمثل حقبة جديدة في أبحاث الكواكب الخارجية ، والتي تعتبر أساسية لوضع الأرض ، وطننا الوحيد ، في صورة أكبر للكون.

K2-18b هي أول كوكب خارج المجموعة الشمسية في منطقة صالحة للنجم مناسبة بشكل مثالي للتحليل الجوي. الصورة عبر Upcosmos.com.

كما ذكرت ، K2-18b هو كوكب خارق ، كوكب أكبر من كوكب الأرض ولكنه أصغر من نبتون. تدور حول نجم القزم الأحمر K2-18 كل 33 يومًا ، وتبعد مسافة 110 سنوات ضوئية في اتجاه كوكبة ليو الأسد. اكتشف تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لناسا هذا العالم في عام 2015. لا تزال الظروف الفعلية على سطح الكوكب غير معروفة ، لكن نجمه القزم الأحمر نشط للغاية ، مما يعني أن الكوكب يتعرض لإشعاع فوق بنفسجي تشتهر به الأقزام الحمراء. ومع ذلك ، تشير الدراسات الحالية إلى أن K2-18b يتلقى نفس مقدار الإشعاع من نجمه مثل الأرض من الشمس. سيكون هذا شيء جيد لإمكانية الحياة. لا يزال ، هناك العديد من المجهولين عندما يتعلق الأمر بالعوامل الأخرى التي تؤثر على إمكانية العيش في هذا العالم.

ذكرت دراسة سابقة أن الكوكب ربما يكون كوكبًا صخريًا في الغالب له جو غازي صغير - مثل الأرض ، ولكنه أكبر - أو كوكب مائي غالبًا به طبقة سميكة من الجليد فوقه. وفقا لريان كلوتييه ، دكتوراه طالب في معهد جامعة مونتريال لأبحاث الكواكب الخارجية (iREx):

باستخدام البيانات الحالية ، لا يمكننا التمييز بين هذين الاحتمالين. ولكن مع تلسكوب James Webb Space Telescope ، يمكننا استكشاف الغلاف الجوي ومعرفة ما إذا كان يحتوي على جو واسع أم أنه كوكب مغطى بالمياه.

سيكون لتلسكوب Webb أيضًا القدرة على تحليل الغلاف الجوي لـ K2-18b بحثًا عن البيوجينات الحيوية المحتملة ، في هذه الحالة غازات مثل الأكسجين أو الميثان ، والتي قد لا تشير فقط إلى إمكانية الحياة بل إلى وجودها . الايجابيات الخاطئة تحتاج إلى استبعاد ، ومع ذلك ، يمكن أيضا إنشاء كل من هذه الغازات دون تدخل الحياة.

يحتوي K2-18 أيضًا على أرض خارقة أخرى ، K2-18c ، ولكن هذا الكوكب أقرب إلى النجم وليس من المحتمل أن يكون في المنطقة الصالحة للسكن. اكتشفه كلوتييه عام 2017.

مفهوم سابق للفنان K2-18b ، ويظهر أيضًا K2-18c ونجم القزم الأحمر في الخلفية. الصورة عبر أليكس بورسما / آيركس.

لقد عثر كبلر وغيرها من التلسكوبات على الكواكب الخارجية من قبل الآلاف في السنوات الأخيرة ، والعديد منها عبارة عن أرض خارقة ، مثل K2-18b. يتوقع العلماء أن يستمر استكشاف الكثير من الكواكب الخارجية ، وبعضها يمكن أن يكون صالحًا للسكن. كما أشار المؤلف المشارك إنجو فالدمان:

نظرًا لتوقع اكتشاف الكثير من الكواكب الخارقة الجديدة على مدار العقدين المقبلين ، فمن المحتمل أن يكون هذا هو الاكتشاف الأول للعديد من الكواكب التي يمكن أن تكون صالحة للسكن. هذا ليس فقط لأن الأرض الفائقة مثل K2-18b هي أكثر الكواكب شيوعًا في مجرتنا ، ولكن أيضًا لأن الأقزام الحمراء - النجوم أصغر من شمسنا - هي أكثر النجوم شيوعًا.

لأول مرة ، اكتشف الباحثون الذين يستخدمون هابل تواقيع بخار الماء في الغلاف الجوي لكوكب ما وراء نظامنا الشمسي الموجود في "المنطقة الصالحة للسكن". لمزيد من المعلومات: https://t.co/vUa2NbkbwU pic.twitter.com/ey3uz2ynMk

- هابل (@ NASAHubble) 11 سبتمبر ، 2019

خلاصة القول: إن اكتشاف بخار الماء في الغلاف الجوي من K2-18b هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على الماء على كوكب خارج المجموعة الشمسية التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن.

المصدر: بخار الماء في الغلاف الجوي للمنطقة الصالحة للسكن ثمانية كوكب أرضي كتلة K2-18 ب

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

عبر UCL الأخبار