ما مدى تميز الأرض؟

خلفية النجوم خلف الكرة الأرضية الصخرية الرمادية مع ميزات الأرض والمياه والسحب.

مفهوم الفنان لـ Kepler-69f ، عالم صخري صغير قد يحتوي على مياه. تشير الدراسة الجديدة إلى أن العديد من الكواكب الصخرية الصغيرة مثل هذه ربما تشبه الأرض أو المريخ في تكوينها. صورة عبر وكالة ناسا /الحافة.

بافتراض أن جميع العوالم الموجودة في الفضاء فريدة بطريقة ما ... ما مدى تميز الأرض؟ هل هناك كواكب أخرى بالخارجمشابهالتراكيب والمحيطات وربما حتى الكائنات الحية؟ ما زلنا لا نعرف على وجه اليقين ، على الرغم من اكتشاف عدد متزايد بسرعة من الكواكب الخارجية الصخرية المشابهة في الحجم على الأقل للأرض. ولكن الآن ، دراسة جديدةنجوم قزم بيضاءبواسطة باحثين من جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس (UCLA) يقدمون دليلًا جديدًا على أن كواكب مثل الأرض ربما تكون شائعة جدًا في مجرتنا ، وهو تأثير مثير.

المراجعة الأقراندراسة نشرت في 18 أكتوبر 2019 في المجلةعلم، يشير إلى وجود العديد من الكواكب الصخرية المتشابهةالجيوكيمياءمثل الأرض. تم استخدام تلسكوبات مختلفة ، في المقام الأولو. م. مرصد كيكفي هاواي.

وفقإدوارد يونغ، أستاذ الجيوكيمياء والكيمياء الكونية بجامعة كاليفورنيا:

لقد رفعنا للتو احتمال أن العديد من الكواكب الصخرية تشبه الأرض ، وهناك عدد كبير جدًا من الكواكب الصخرية في الكون. نحن ندرس الكيمياء الجيولوجية في الصخور من النجوم الأخرى ، وهو أمر غير معروف تقريبًا.

كماهيلك شليشتينغأوضح الأستاذ المساعد في الفيزياء الفلكية وعلوم الكواكب بجامعة كاليفورنيا ، أن تحديد تكوين المواد الصخرية بعيدًا ليس بالمهمة السهلة:

من الصعب جدًا تعلم تكوين الكواكب خارج نظامنا الشمسي. استخدمنا الطريقة الوحيدة الممكنة - وهي طريقة ابتكرناها - لتحديد الكيمياء الجيولوجية للصخور خارج النظام الشمسي.



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

نجم صغير لامع مع قرص ملون وكواكب ضد الفضاء الأسود.

تصور فني لنجم قزم أبيض بقرص حطام وكواكب صغيرة. تشير الدراسة الجديدة إلى أن العديد من الكواكب الصخرية الصغيرة مثل هذه ربما تشبه الأرض أو المريخ في تكوينها. الصورة عبر مارك غارليك /جامعة كاليفورنيا.

تشير النتائج إلى أن العديد من الكواكب الصخرية من المحتمل أن يكون لها امتدادأكسدةمعدل -هروب الأكسجين- على غرار الأرض أو المريخ. من الملخص:

زوال الأكسجين هو مقياس لأكسدة الصخور التي تؤثر على بنية الكواكب وتطورها. تشكلت معظم الأجسام الصخرية في النظام الشمسي عند الأكسجينالهروبما يقرب من خمسة أوامر من حيث الحجم أعلى من الغاز الغني بالهيدروجين من التكوين الشمسي. من غير الواضح ما إذا كانت أكسدة الصخور في النظام الشمسي نموذجية بين أنظمة الكواكب الأخرى. نحن نستغل الوفرة في العناصر التي لوحظت في ستة أقزام بيضاء ملوثة بتراكم الأجسام الصخرية لتحديد نسبة الحديد المؤكسد في تلك الأجسام الصخرية خارج المجموعة الشمسية وبالتالي هروب الأكسجين. تتوافق النتائج مع اندفاع الأكسجين للأرض والمريخ والكويكبات النموذجية في النظام الشمسي ، مما يشير إلى أن بعض الكواكب الخارجية الصخرية على الأقل تشبه الأرض جيوفيزيائيًا وجيوكيميائيًا.

طور الباحثون طريقة فريدة لتحليل الكيمياء الجيولوجية لمثل هذه العوالم ، دون النظر إلى الكواكب نفسها. بدلاً من ذلك ، درسوا الحطام الصخري المتبقي من الكواكب التي دمرت حول النجوم القزمة البيضاء. لقد قاموا بتحليل حطام ستة أقزام بيضاء حتى الآن ، وكانت النتائج مثيرة للاهتمام. كان أقرب نجم قزم أبيض تمت دراسته حوالي 200سنوات ضوئيةمن الأرض وأبعدها 665 سنة ضوئية.

نجمة بيضاء ناصعة مستديرة بجوار كرة أرضية أصغر قليلاً جدًا.

النجوم القزمة البيضاء صغيرة جدًا ، بنفس حجم الأرض تقريبًا ، لكنها أكثر كثافة بكثير. إنها النوى الساخنة المتبقية للنجوم الشبيهة بالشمس التي احترقت. وجد العلماء أن الحطام الصخري من الكواكب السابقة حول بعض الأقزام البيضاء مشابه جدًا في تكوينه للصخور من الأرض والمريخ. صورة عبرهذه.

عادةً ، يمكن العثور على الهيدروجين والهيليوم فقط في نجم قزم أبيض ، ولكن بدلاً من ذلك وجد الباحثون أيضًا السيليكون والمغنيسيوم والكربون والأكسجين. تأتي هذه العناصر من الكواكب الصخرية التي كانت تدور حول النجوم. كماالكسندرا دويل، وهو طالب دراسات عليا في جامعة كاليفورنيا والذي قاد الدراسة الجديدة ، أوضح:

إذا نظرت إلى نجم قزم أبيض ، كنت أتوقع رؤية الهيدروجين والهيليوم. لكن في هذه البيانات ، أرى أيضًا مواد أخرى ، مثل السيليكون والمغنيسيوم والكربون والأكسجين - المواد التي تراكمت على الأقزام البيضاء من الأجسام التي كانت تدور حولها.

من خلال مراقبة هذه الأقزام البيضاء والعناصر الموجودة في غلافها الجوي ، فإننا نلاحظ العناصر الموجودة في الجسم الذي يدور حول القزم الأبيض. تشبه مراقبة قزم أبيض إجراء تشريح لمحتويات ما يلتهمه في نظامه الشمسي.

الصخور في نظامنا الشمسي - من الأرض والمريخ وأماكن أخرى - متشابهة في التركيب ، مع الكثير من الحديد المؤكسد. وبحسب يونج ، تأكسد الحديد الموجود في المادة الصخرية حول الأقزام البيضاء بطريقة مماثلة:

قمنا بقياس كمية الحديد التي تتأكسد في هذه الصخور التي اصطدمت بالقزم الأبيض. يسرق الأكسجين الإلكترونات من الحديد ، وينتج أكسيد الحديد بدلاً من معدن الحديد. قمنا بقياس كمية الحديد التي تتأكسد في هذه الصخور التي اصطدمت بالقزم الأبيض. درسنا مقدار الصدأ المعدني.

يمكن إرجاع كل الكيمياء التي تحدث على سطح الأرض في النهاية إلى حالة أكسدة الكوكب. حقيقة أن لدينا محيطات وجميع المكونات الضرورية للحياة يمكن إرجاعها إلى كوكب الأرض الذي يتأكسد كما هو. تتحكم الصخور في الكيمياء.

صخرة رمادية خشنة غير منتظمة مع بقع وشرائط بنية ضاربة إلى الحمرة.

صخرة رمادية على الأرض من منتزه يوسمايت الوطني في كاليفورنيا تعرضت للأكسدة. تم العثور على أدلة لأكسدة مماثلة في الحطام الصخري حول النجوم القزمة البيضاء ، من الكواكب السابقة التي كانت مماثلة في تكوين الأرض أو المريخ. صورة عبرClippix إلخ.

ما مدى تشابه الحطام الصخري حول الأقزام البيضاء مع حطام الكواكب مثل الأرض والمريخ؟ جدا ، وفقا لدويل:

مشابه جدا. إنها تشبه الأرض وتشبه المريخ من حيث الحديد المؤكسد. لقد وجدنا أن الصخور عبارة عن صخور في كل مكان ، لها نفس الجيوفيزياء والجيوكيمياء.

كما أشار يونج أيضًا:

لطالما كان سبب أكسدة الصخور في نظامنا الشمسي لغزًا غامضًا. هذا ليس ما تتوقعه. كان السؤال هو ما إذا كان هذا سيكون صحيحًا أيضًا حول النجوم الأخرى. دراستنا تقول نعم. هذا يبشر بالخير حقًا للبحث عن كواكب شبيهة بالأرض في الكون.

الدليل على الأكسدة في الحطام الصخري حول الأقزام البيضاء محير ، لأنه يشير إلى عمليات جيولوجية مماثلة على الكواكب التي كانت موجودة. كما قال شليشتينغ:

إذا كانت الصخور خارج الأرض تحتوي على كمية مماثلة من الأكسدة مثل الأرض ، فيمكنك استنتاج أن الكوكب لها نفس الكميةالصفائح التكتونيةوإمكانات مماثلة للمجالات المغناطيسية مثل الأرض ، والتي يُعتقد على نطاق واسع أنها مكونات أساسية للحياة. تعتبر هذه الدراسة قفزة إلى الأمام في القدرة على إجراء هذه الاستنتاجات لأجسام خارج نظامنا الشمسي وتشير إلى أنه من المحتمل جدًا وجود نظائر حقيقية للأرض.

امرأة شابة مبتسمة أمام المحيط.

ألكسندرا دويل ، طالبة دراسات عليا في جامعة كاليفورنيا ، والتي قادت الدراسة الجديدة. صورة عبرجامعة كاليفورنيا.

كما أضاف دويل:

يمكننا تحديد الكيمياء الجيولوجية لهذه الصخور رياضيًا ومقارنة هذه الحسابات بالصخور التي لدينا من الأرض والمريخ. يعد فهم الصخور أمرًا بالغ الأهمية لأنها تكشف عن الجيوكيمياء والجيوفيزياء للكوكب.

لا تقدم هذه الدراسة الجديدة تفاصيل جديدة رائعة حول كيفية انتشار الكواكب الشبيهة بالأرض فحسب ، بل إنها أيضًا مثال رائع على عمل علماء الفيزياء الفلكية والكيمياء الجيولوجية معًا ، وفقًا ليونغ:

والنتيجة هي أننا نقوم بعمل كيمياء جيولوجية حقيقية على صخور من خارج نظامنا الشمسي. لن يفكر معظم علماء الفيزياء الفلكية في القيام بذلك ، ولن يفكر معظم علماء الكيمياء الجيولوجية في تطبيق هذا على قزم أبيض.

خلاصة القول: تشير دراسة جديدة من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس إلى أنه من المحتمل أن يكون هناك العديد من العوالم الصخرية في مجرتنا متشابهة في التركيب والكيمياء الجيولوجية للأرض أو المريخ.

المصدر: تسرب الأكسجين من الصخور خارج المجموعة الشمسية: دليل على وجود كيمياء جيولوجية شبيهة بالأرض للكواكب الخارجية

عبر جامعة كاليفورنيا