نجوم المعتدل: مناسب تمامًا للكواكب الصالحة للحياة

الجانب المظلم من الكوكب مع نجم K صغير لامع يرتفع في الأفق.

مفهوم الفنان عن كوكب خارج المجموعة الشمسية فوق الأرضكبلر 62fيدور حول نجم K. قد تكون مثل هذه العوالم من بين الأكثر احتمالا لاستضافة الحياة. صورة عبرمركز أبحاث أميس/ مختبر الدفع النفاث- معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا / تيم بايل.

اكتشف علماء الفلك أكثر من4، OOO الكواكب الخارجية- بما في ذلك بعضيحتمل أن تكون صالحة للسكن- فى السنوات الاخيرة. لقد اكتشفوا كواكب خارجية تدور حول نجوم تشبه شمسنا. ووجدوها تدور حول نجوم غير شبيهة بالشمس ، على سبيل المثال ، أقزام حمراء صغيرة وباردة. يعد البحث عن الكواكب التي قد تدعم الحياة أحد الأهداف الأساسية والأكثر إثارة لصيد الكواكب. ولذا يريد علماء الفلك أن يعرفواأي النجومهم الأكثر احتمالا أن يكون لديهم كواكب صالحة للسكن.

يمكن اعتبار هذه النجوم على أنهانجوم المعتدلهذا هومجرد حق- على الأقل من بعض النواحي - للكواكب التي يحتمل أن تكون داعمة للحياة. الاسم المستعار يذكرنا بـمنطقة المعتدلأو المنطقة الصالحة للسكن ، المنطقة المحيطة بالنجم حيث تسمح درجات الحرارة على كوكب صخري بوجود الماء السائل.

جديدمراجعة الأقراندراسة نشرت فيرسائل مجلة الفيزياء الفلكيةفي 6 مارس 2019 ، قد يساعدتضييقالبحث عن نجوم Goldilocks. الدراسة بواسطةجايد أرنيمن مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا.

من المثير للدهشة ، وفقًا لدراسة أرني ، أن أفضل النجوم قد لا تكون مثل شمسنا. بدلاً من ذلك ، النجوم K - باهتة ثم شمسنا ولكنها أكثر إشراقًا من النوع M.الأقزام الحمراء- قد يكون المرشح المثالي. يمكن للنجوم K أن تعيش من 17 إلى 70 مليار سنة ، أطول بكثير من النجوم الشبيهة بالشمس ، والتي تتألق فيالتسلسل الرئيسيلحوالي 10 مليارات سنة فقط. إن العمر الأطول لنجم K من شأنه أن يمنح الحياة على كوكب يدور المزيد من الوقت للتطور ، إذا بدأت.

نجوم K أيضًا أقل نشاطًا في شبابهم ، مع تطرّف أقلالتوهجات الشمسيةيمكن أن يقضي على أي حياة على كوكب صغير. على النقيض من ذلك ، فإن الأقزام الحمراء الصغيرة من النوع M تكون أكثر نشاطًا ؛ ستحتاج الحياة التي تبدأ على كوكب يدور حول نجم M إلى إيجاد طريقة للبقاء بطريقة ما في بيئة قاسية.

تختلف أنواع وأحجام النجوم من الصغيرة إلى الكبيرة ، والثالث الأصغر من النوع G.

المورغان كيناننظام تصنيف النجوم. شمسنا هي نجمة صفراء من نوع G. صورة عبرمرصد لاس كومبريس.



أشار أرني إلى أن النجوم M لديها بعض المزايا. هم أكثر أنواع النجوم شيوعًا ، ويعيشون في التسلسل الرئيسي لأكثر من تريليون سنة. لكن نشاط التوهج الشمسي لديهم مشكلة ، خاصة في شبابهم. كما أن لديهم المزيد من الطاقة عندما يكونون أصغر سناً ، وربما تكون كافية لغليان المحيطات على أي كواكب صخرية قريبة.

تقع النجوم K في مكان ما في المنتصف بين النجوم M والشبيهة بالشمسنجوم G. قال أرني:

أحب أن أعتقد أن نجوم K هم في 'بقعة جميلة' بين النجوم التناظرية للشمس والنجوم M.

كيف يمكننا اكتشاف الحياة على كوكب يدور حول نجم K بعيد؟ أول شيء يجب تحديده هو ما إذا كانت هناك إمكاناتالتوقيعات الحيوية- تلميحات كيميائية للحياة - في الغلاف الجوي للكوكب. سيكون أحد هذه البصمات الحيوية هو وجود كل من الميثان والأكسجين. نظرًا لأن هذه الغازات تميل إلى تدمير بعضها البعض بسرعة ، إذن - إذا وجدنا كلاهما - يمكننا أن نفترضشيئا ما، ربما الحياة ، يجب أن تنتج كلاهما على أساس مستمر.

كوكب يدور حول نجمة حمراء كبيرة ومفصلة مع بقع ومشاعل.

مفهوم الفنان عن الأرض الخارقةكبلر 438 بيدور حول نجمه K. صورة عبرمركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية.

استخدم آرني نموذجًا حاسوبيًا لمحاكاة الكيمياء ودرجة حرارة الغلاف الجوي المحتمل لكوكب ما ، ليرى كيف يتصرف حول الأنواع المختلفة من النجوم. نموذج آخر يحاكي طيف الغلاف الجوي للكوكب كما يمكن رؤيته بواسطة تلسكوب مستقبلي. كما أوضحت:

عندما تضع الكوكب حول نجم K ، فإن الأكسجين لا يدمر الميثان بنفس السرعة ، لذلك يمكن أن يتراكم المزيد منه في الغلاف الجوي. وذلك لأن الضوء فوق البنفسجي للنجم K لا يولد غازات أكسجين عالية التفاعل تدمر الميثان بسهولة مثل النجم الشبيه بالشمس.

اقترح التحليل أيضًا أن إشارة الميثان والأكسجين قد تكون أقوى حول النجوم K. تم التنبؤ بنفس الشيء بالنسبة للنجوم M ، ولكن مرة أخرى ، قد يؤدي نشاط التوهج الشمسي المكثف إلى تعقيد تطور الحياة.

ميزة أخرى للنجوم K هي أنه من الأسهل اكتشاف الكواكب - حتى رؤيتها مباشرة - مقارنة بالنجوم الشبيهة بالشمس الأكثر إشراقًا. كما علق آرني:

الشمس10 ملياراتمرات أكثر سطوعًا من كوكب شبيه بالأرض من حوله ، لذلك هناك الكثير من الضوء الذي يجب عليك إخماده إذا كنت تريد رؤية كوكب يدور حوله. قد يكون النجم K أكثر سطوعًا بمليار مرة من الأرض المحيطة به.

سبعة كواكب مصطفة بجانب نجم كبير ، والكواكب الوسطى شبيهة بالأرض.

يمكن للكواكب الخارجية التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن أن تدور حول النجوم M (الأقزام الحمراء) ، مثل العوالم السبعة بحجم الأرض فيTRAPPIST-1النظام. الصورة عبر NASA / JPL-Caltech.

أدرج آرني أيضًا بعضًا من نجوم K القريبة التي من المحتمل أن يكون لها كواكب صالحة للسكن:

أجد أن بعض نجوم K القريبة مثل61 Cyg A / Bوإبسيلون إنديوجرومبريدج 1618وHD 156026قد تكون أهدافًا جيدة بشكل خاص لعمليات البحث عن البصمة الحيوية في المستقبل.

مع وجود أكثر من 200 مليار نجم في مجرتنا وحدها ، سيساعد هذا العمل علماء الفلك على معرفة أي منها - وكواكبهم - يجب النظر إليه عن كثب في البحث ليس فقط عن عوالم صالحة للسكن ، بل كواكبمأهولة بالفعل، حتى لو عن طريق الميكروبات فقط.

خلاصة القول: من أجل تضييق نطاق أفضل الأماكن للبحث عن دليل على وجود حياة فضائية - كواكب صالحة للسكن - يحتاج علماء الفلك إلى معرفة النجوم الأكثر احتمالية لاستضافة مثل هذه العوالم حيث يمكن أن تبدأ الحياة. تساعد هذه الدراسة الجديدة على القيام بذلك بالضبط وستساعد العلماء على تحديد الكواكب التي يجب أن تكون أهدافًا أساسية للدراسة.

المصدر: ميزة K Dwarf للتوقيعات الحيوية على الكواكب الخارجية المصوّرة مباشرةً

عبر وكالة ناسا