هل توجد حياة معقدة في مكان آخر؟ دراسة إمالة الكواكب الخارجية تعزز الآمال

نجمان ساطعان قريبان من بعضهما البعض.

Alpha Centauri A و Alpha Centauri B ، النجمان في نظام Alpha Centauri ، على بعد 4.2 سنة ضوئية فقط. هذا النظام هو أقرب جيراننا بين النجوم. كما يوجد في الجوار نجم قزم أحمر خافت آخر ، Alpha Centauri C ، أو Proxima Centauri. يأمل الكثيرون في العثور على كوكب خارج المجموعة الشمسية - ربما يكون قادرًا على إيواء حياة متقدمة - في هذا النظام. لكن دراسة جديدة تخفض هذه التوقعات بينما ترفعها لبقية الكون. الصورة عبر تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا / وكالة الفضاء الأوروبية /جورجيا تك.

هل نحن وحدنا أم أن هناك حضارات ذكية أخرى في مجرتنا درب التبانة؟ اكتشف علماء الفلك في السنوات الأخيرةبالآلافمن الكواكب الخارجية ، أو العوالم التي تدور حول شموس بعيدة ، وبعضهايحتملصالح للسكنى. يبدو أن الإجماع المتزايد هو أننا ربمالاكل ذلك بأنفسنا. الآن دراسة جديدة -أعلنبواسطة علماء الفلك في معهد جورجيا للتكنولوجيا (المعروف أيضًا باسم Georgia Tech) في 20 نوفمبر 2019 - يركز علىالميل المحوريمن الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض فيالثنائيةأو أنظمة النجوم المزدوجة. كما أنه يعزز الأمل في الحياة المعقدة في مكان آخر ... وإن لم يكن كذلك ، كما يقول هؤلاء الفلكيون ، داخل النظام النجمي الأقرب إلى شمسنا.

الجديدمراجعة الأقرانكانت الدراسةنشرتفيمجلة الفيزياء الفلكيةفي 19 نوفمبر.

وجد الباحثون أنه إذا تم وضع توأم نظري للأرض في نظام نجمي ثنائي - حيث يدور نجمان حول بعضهما البعض - فيجب أن يميل ما يصل إلى 87٪ منهم علىالمحاوربطريقة مشابهة للأرض. علاوة على ذلك ، يجب أن يكون الميل مستقرًا مثل ميل الأرض: ليس مستقرًا تمامًا ، ولكن ليس غير مستقر إلى حد كبير أيضًا. هذه النتيجة مهمة ، لأن الميل الثابت نسبيًا للأرض على محورها يساعد عالمنا في الحفاظ على مناخ مستقر ، وهو ضروري لتطور الحياة المعقدة.

عالم الفلكGongjie Liفي جورجيا للتكنولوجيا قال في أبيان:

أنظمة النجوم المتعددة شائعة ، وحوالي 50٪ من النجوم لها نجوم مصاحبة ثنائية. لذلك ، يمكن تطبيق هذه الدراسة على عدد كبير من أنظمة الطاقة الشمسية.

هل النتائج تعني ذلكالكلتمتلك exoEarths في أنظمة النجوم المزدوجة إمالات محورية ثابتة ومستقرة ، إلى جانب إمكانات أكبر لحياة معقدة؟ للاسف لا. نحتاج فقط إلى النظر إلى أقرب نظام نجمي لإيجاد مثال مضاد.



التقويمات القمرية لـ ForVM 2020 متاحة! إنهم يقدمون هدايا عظيمة. اطلب الان. الذهاب بسرعة!

كوكب مع المحيطات والقارات والجليد مع نجم صغير في الخلفية.

رسم توضيحي للفنان لـ exoEarth على غرار نظام النجوم Alpha Centauri. من الناحية الافتراضية ، يقع الكوكب في المنطقة الصالحة للسكن من Alpha Centauri B ، ولكنه جليدي وليس مضيافًا جدًا للحياة المعقدة. صورة عبرجورجيا تك/ بيلي كوارلز باستخدام Universe Sandbox.

أي ، وضع الباحثون نموذجًا لعالم شبيه بالأرض داخل المناطق الصالحة للسكن للنجمين الأساسيين فيألفا قنطورسنظام 4.2سنوات ضوئيةبعيدا. همبيانشرح:

Alpha Centauri A في الواقع لم يكن يبدو سيئًا ، لكن النظرة إلى ديناميكيات المحور المعتدل على كوكب خارجي على غرار حول النجم B كانت بائسة. قد يخيب هذا بعض الآمال لأن Alpha Centauri AB يبعد 4 سنوات ضوئية ، وقد سميت المهمةستارشوتمع داعمين مشهورين خطط لإطلاق مسبار فضائي لفحص النظام ، بما في ذلك بحثًا عن علامات على الحياة المتقدمة.

حتى الآن ، لم يتم حتى الآن اكتشاف أي كواكب خارجية فعلية حول Alpha Centauri A أو B. ومن ناحية أخرى ، يُعتقد أن كوكبًا يدور حولهبروكسيما سينتاوري، نجم قزم أحمر ومن الناحية الفنية الجار الأقرب لشمسنا (على الرغم من أنه لا أحد يعرف على وجه اليقين ما إذا كان بروكسيما مرتبطًا جاذبيًا بالنجوم A-B). هذا الكوكب - يسمىالتالي ب- لا يُعتقد أنه صالح للسكن. وفقًا للباحث الرئيسي في الدراسة الجديدةبيلي كوارلز، وكذلك من Georgia Tech:

لقد قمنا بمحاكاة ما سيكون عليه الأمر حول الثنائيات الأخرى ذات الاختلافات المتعددة لكتل ​​النجوم والصفات المدارية وما إلى ذلك. كانت الرسالة الإجمالية إيجابية ، لكنها ليست لأقرب جيراننا.

رسم تخطيطي للأرض. مستوى مسير الشمس وخط المحور مع نص توضيحي.

يتراوح الميل المحوري للأرض بين 22.1 و 24.5 درجة كل 41000 سنة. هذا معتدل بما يكفي لكي يحافظ الكوكب على مناخ مستقر بما يكفي لتطور الحياة المعقدة. صورة عبرtimeanddate.com.

الميل المحوري للعالم مهم لمسألة ما إذا كان بإمكانه إنتاج حياة معقدة والحفاظ عليها. وذلك لأن الميل المحوري للأرض ، على سبيل المثال ، له تأثير كبير على مناخ كوكبنا.

لا يختلف ميل الأرض كثيرًا - فقط بين 22.1 و 24.5 درجة كل 41000 سنة - وقد ساعدت هذه الحقيقة الكوكب في الحفاظ على مناخ مستقر على مدى مئات الملايين من السنين ، كما يقول هؤلاء الفلكيون. في المقابل ، سمح المناخ المستقر للتطور بالمضي قدمًا وإنتاج أشكال حياة أكثر تعقيدًا.

يساعد قمر الأرض أيضًا في الحفاظ على التباين في الميل المحوري للأرض إلى أدنى حد.

بالإضافة إلى أن الأرض لها مدار مستقر حول الشمس ، وهو عامل آخر في مدى قدرة كوكبنا على الحفاظ على مناخ مستقر بما يكفي للحياة المعقدة.

إذا كان للكوكب اختلافات كبيرة في ميله المحوري - كما يفعل كوكب المريخ المجاور لنا على سبيل المثال - فمن الصعب على مناخ الكوكب أن يظل مستقرًا. محور المريخ متغير بدرجة أكبر بكثير من محور الأرض ، حيث يتقدم ما بين 10 درجات و 60 درجة كل مليوني سنة. وفقًا لـ Quarles:

إذا لم يكن لدينا القمر ، فقد يختلف ميل الأرض بنحو 60 درجة. ربما سنبدو مثل المريخ ، ويبدو أن مقدمة محوره ساهمت في فقدان الغلاف الجوي.

على المريخ ، هذا له تأثيرات كبيرة ؛ عند الميل 10 درجات ، يتكثف الغلاف الجوي عند القطبين ، مكونًا أغطية تحبس الكثير من الغلاف الجوي لثاني أكسيد الكربون في الجليد. عند 60 درجة ، يمكن للكوكب أن يطور بالفعل حزامًا جليديًا حول خط الاستواء. يوجد الكثير من الجليد تحت الأرض على سطح المريخ اليوم ، حتى بالقرب من خط الاستواء ، ولكن ليس على سطح الكوكب باستثناء القطبين.

وجد الباحثون أيضًا أنه - في نظام النجوم المزدوجة - على سبيل المثال ، بالنسبة إلى Alpha Centauri B ، سيكون لكوكب يشبه الأرض مناخًا أكثر استقرارًا.بدونقمر. وفقًا لـ Quarles:

حول Alpha Centauri B ، إذا لم يكن لديك قمر ، فلديك محور أكثر استقرارًا مما لو كان لديك قمر. إذا كان لديك قمر ، فهذه أخبار سيئة إلى حد كبير.

ولكن حتى بدون وجود قمر ، فإن الكوكب الذي يدور حول Alpha Centauri B سيواجه صعوبة في الحفاظ على مناخ مستقر. قال Quarles:

أكبر تأثير ستلاحظه هو الاختلافات في دورات المناخ المتعلقة بمدى استطالة المدار. فبدلاً من وجود عصور جليدية كل 100000 عام كما هو الحال على الأرض ، فقد تأتي كل مليون سنة ، وتصبح أسوأ وتستمر لفترة أطول.

رجل مبتسم يقف بجانب تلسكوب عاكس كبير مفتوح الإطار.

عالم الفيزياء الفلكية بيلي كوارلز مع تلسكوب في مرصد جورجيا للتكنولوجيا. الصورة عبر روب فيلت /جورجيا تك.

لكن ، كما لاحظ كوارلز ، هناك أيضًا نقطة جيدة في نموذجهم ، وإن كان صغيرًا:

يحتاج مدار الكواكب ودورانه إلى التقدم بشكل صحيح بالنسبة إلى المدار الثنائي. هناك هذه البقعة الجميلة الصغيرة.

ومع ذلك ، فإن إمكانية وجود مناخات صالحة للسكن على عوالم شبيهة بالأرض في المجرة والكون بشكل عام تبدو إيجابية للغاية ، وفقًا لـ Li:

بشكل عام ، يكون الفصل بين النجوم أكبر في الأنظمة الثنائية ، ومن ثم يكون للنجم الثاني تأثير أقل على نموذج الأرض. تهيمن ديناميكيات حركة الكوكب على التأثيرات الأخرى ، وعادة ما يكون للانحراف تباين أصغر. لذلك ، هذا متفائل للغاية.

هذه أخبار رائعة للبحث عن الحياة في مكان آخر. يوجد حوالي نصف النجوم في مجرتنا في أنظمة نجمية مزدوجة ، وتشير النتائج الجديدة إلى أن العديد من العناصر الخارجية في تلك الأنظمة يجب أن يكون لها أنظمة مناخية مستقرة ، ومناسبة لتطور الحياة المعقدة.

حتى لوليسالحق المجاور.

خلاصة القول: أظهرت دراسة جديدة للميل المحوري للكواكب خارج المجموعة الشمسية من Georgia Tech أن العديد من العوالم بحجم الأرض ، حتى في أنظمة النجوم الثنائية ، يمكن أن يكون لديها مناخات مستقرة بما يكفي لتطور الحياة المعقدة.

المصدر: تطور الانحراف للكواكب النجمية في الثنائيات النجمية الشبيهة بالشمس

عبر معهد جورجيا للتكنولوجيا