قد تكون الكواكب Hycean عوالم محيطية صالحة للسكن

الكواكب Hycean: غروب الشمس البرتقالية الكبيرة فوق المحيط ، مع ارتفاع الضباب.

مفهوم الفنان لكوكب Hycean ، مع محيط عالمي وغلاف جوي من الهيدروجين. الصورة عبر أماندا سميث /جامعة كامبريدج.

هل توجد حياة خارج الأرض؟ يبدو محتملا للغاية ، على الرغم من أننا ما زلنا لا نملك الدليل القاطع. لكن علماء الفلك قالوا في 26 أغسطس 2021 ، إنهم حددوا فئة جديدة منالكواكب الخارجيةهذا هوخطوة كبيرة إلى الأمامفي البحث عن الحياة. إنهم يتصلون بهمهيكينعوالم من الكلماتهيدروجينومحيط. قد تغطي المحيطات على مستوى الكوكب والأجواء الغنية بالهيدروجين هذه العوالم. ومع ذلك ، قال الباحثون ، قد تكون صالحة للسكن.

قاد باحثون من جامعة كامبريدج هذا البحث المثير للاهتمام. المراجعة الأقران مجلة الفيزياء الفلكية نشرتفي 26 أغسطس.

الكواكب الهيولية: مثل الأرض ولكنها مختلفة

وفقًا للباحثين ، يمكن للعوالم Hycean أن تسرع بشكل كبير البحث عن الحياة في مكان آخر. في بعض النواحي ، تذكرنا بالأرض ، تغطيها المحيطات إلى حد كبير أو حتى بالكامل. ومع ذلك فهي أيضًا غريبة بشكل فريد: يصل قطرها إلى 2.6 ضعف قطر الأرض ، مع درجات حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية (حوالي 400 درجة فهرنهايت) وغلاف جوي كثيف من الهيدروجين. هذا يضعهم في مكان ما بين الأرض والكواكب العملاقة مثل نبتون أو أورانوس.

في الواقع ، من المعروف بالفعل وجود العديد من هذه العوالم في نطاق الحجم هذا ، والأرض الفائقةوميني نبتون. يقول العلماء إن الكواكب في هذا النطاق الحجمي هي الأكثر شيوعًا في مجرتنا.

قد يكون هناك أيضًا أنواع مختلفة من Hyceans ، بما في ذلك 'الظلام' و 'البارد'. كما هو مذكور في الورقة:

تشمل تحقيقاتنامغلق تدريجيًاعوالم 'Hycean المظلمة' التي تسمح بظروف صالحة للسكن فقط في لياليها الدائمة وعوالم 'Hycean الباردة' التي ترى إشعاعًا ضئيلًا [تتلقى القليل من الإشعاع من نجومها].



مخطط بأشرطة ملونة مختلفة ونقاط سوداء وشروح نصية.

تمثيل رسومي لـالمناطق الصالحة للسكنبالنسبة للكواكب الساطعة ، بما في ذلك الكواكب المظلمة والباردة. المنطقة الصالحة للحياة للكواكب الأرضية أصغر بكثير. النقاط السوداء ذات الحلقات هي مرشحات Hycean واعدون. الصورة عبر Madhusudhan et al. / Kopparapu et al. 2013 /مجلة الفيزياء الفلكية.

الأرض الفائقة ، نبتون الصغيرة وهايكينز

الكواكب الفائقة صخرية لكنها أكبر من الأرض. حتى الآن ، لا يُعرف سوى القليل عن أنواع الغلاف الجوي الموجودة لديهم ، على الرغم من العثور على بعضها في المناطق الصالحة للسكن من نجومهم حيث يمكن أن تسمح درجات الحرارة بالمياه السائلة. على الرغم من أن Mini-Neptunes كان يُعتقد منذ فترة طويلة أنها غير مضيافة للحياة كما نعرفها. تفتقر معظم نبتون الصغيرة إلى سطح صلب وستجعل درجات الحرارة والضغوط في غلافها الجوي من الصعب جدًا على الحياة أن تتطور.

ومع ذلك ، فإن ما تقترحه الدراسة الجديدة هو أن بعض هذه العوالم قد تكون قادرة على دعم الحياة بعد كل شيء. هؤلاء هم الحسنيون. كمؤلف رئيسينيكو مادهوسودانفي جامعة كامبريدج:

تفتح الكواكب Hycean طريقًا جديدًا تمامًا في بحثنا عن الحياة في مكان آخر.

هل الكواكب Hycean صالحة للسكن؟

كيف ، إذن ، يمكن أن تكون كواكب Hycean صالحة للسكن؟ إن وجود كمية وفيرة من الماء السائل هو بالطبع بداية جيدة. هذه الكواكب ، على عكس معظم نبتون الصغيرة ، قد يكون لها أسطح صلبة ، مثل الأرض. يقول الباحثون إن العديد من مرشحي Hycean المعروفين أكبر حجما وأكثر سخونة من الأرض ، لكنهم لا يزالون قادرين على استضافة محيطات كبيرة. قد تكون الظروف مشابهة لبعض البيئات المائية الأكثر تطرفًا على كوكبنا ، لكنها من الناحية النظرية لا تزال تدعم الحياة الميكروبية على الأقل.

رجل مبتسم يرتدي بدلة أمام الميكروفون.

قاد نيكو مادهوسودان من جامعة كامبريدج الدراسة الجديدة حول كواكب Hycean وإمكانية سكنها المحتملة. صورة عبرجامعة كامبريدج.

بحكم طبيعتها ، فإن هذه الكواكب تعني أيضًا أنالمناطق الصالحة للسكنحول نجومها يمكن أن تكون أكبر بكثير من تلك الموجودة في الأنظمة ذات الكواكب الشبيهة بالأرض. هذه ميزة أخرى لإمكانية الحياة. المنطقة الصالحة للسكن هي المنطقة المحيطة بالنجم حيث تكون درجات الحرارة مناسبة للمياه السائلة على سطح كوكب صخري.

دراسة أخرى سابقة عن نبتون المصغرK2-18b، يدعم إمكانية عوالم Hycean الصالحة للسكن. بناءً على هذه الدراسة ، حدد العلماء الفئة الجديدة من الكواكب الخارجية ، وهي Hyceans. في حين أن بعض العلماء يشيرون إلى K2-18b على أنها أرض خارقة ، فإن معظمهم يصنفونها الآن على أنها نبتون صغيرة.

أبحث عن التوقيعات الحيوية

إذن ، كيف سيبحث علماء الفلك عن دليل على وجود الحياة في أي من هذه العوالم؟ سوف يبحثون عنالتوقيعات الحيوية، البصمات الكيميائية للعمليات البيولوجية في الغلاف الجوي للكواكب. بعض الأنواع الشائعة هي الأكسجين والأوزون والميثان وأكسيد النيتروز، إلى جانبكلوريد الميثيلوثنائي ميثيل كبريتيد. الأخيران ليسا شائعين على الأرض ، لكنهما قد يكونان على كواكب غنية بالهيدروجين. بالنسبة الى Madhusudhan:

بشكل أساسي ، عندما كنا نبحث عن هذه التوقيعات الجزيئية المختلفة ، كنا نركز على كواكب شبيهة بالأرض ، وهو مكان معقول للبدء. لكننا نعتقد أن كواكب Hycean تقدم فرصة أفضل للعثور على العديد من البصمات الحيوية.

كوكب كبير مزرق مع غيوم ناعمة في غلافه الجوي وشمس بعيدة.

مفهوم الفنان لـ K2-18b ، المرشح الواعد حتى الآن لعالم Hycean. يدور حول المنطقة الصالحة للسكن من نجمه ، وبخار الماء معروف بالفعل بوجوده في غلافه الجوي. الصورة عن طريق ESA / Hubble، M. Kornmesser /أخبار UCL.

يقول Madhusudhan وفريقه إن العديد من هذه البصمات الحيوية يجب أن يكون من السهل اكتشافها على كواكب Hycean. في الواقع ، طبيعة الكواكب نفسها - أحجام أكبر ودرجات حرارة أعلى وأغلفة جوية غنية بالهيدروجين - تعني أن البصمات الحيوية ستكون أكثر قابلية للاكتشاف من الكواكب الشبيهة بالأرض. من الورق:

وجدنا أن عددًا من المؤشرات الحيوية الأرضية التي يمكن توقع وجودها في أجواء Hycean يمكن اكتشافها بسهولة باستخدام وقت مراقبة متواضع باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST). نحدد عينة كبيرة من كواكب Hycean المحتملة القريبة والتي يمكن أن تكون أهدافًا مثالية لمثل هذه الملاحظات بحثًا عن البصمات الحيوية للكواكب الخارجية.

الملاحظات القادمة

ومن المثير للاهتمام ، أنه قد لا يمر وقت طويل قبل أن نحصل على بعض الملاحظات الطيفية الجيدة لبعض كواكب Hycean. يمتلك علماء الفلك بالفعل عينات جيدة من عوالم Hycean المرشحة لدراستها ، والتلسكوبات الفضائية القادمة مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (ويب) ستكون قادرة على تحليل أجواءها. جميع المرشحين متقاربون إلى حد ما ، من 35 إلى 150سنوات ضوئيةبعيدًا ، وتدور حول النجوم القزمة الحمراء.

K2-18b حاليًا هو مرشح Hycean الأساسي ، وقد تم التخطيط بالفعل لعمليات المراقبة مع Webb ، والتي ستبدأ في وقت ما بعد 31 أكتوبر من هذا العام.

مقارنة الحجم بين الأرض ونبتون وبعض الكواكب الخارجية الأكبر حجمًا ، مع التعليقات التوضيحية النصية.

من المحتمل أن يكون معظم الهايكيين عوالم صغيرة بحجم نبتون. كل من نبتون الصغيرة والأرض الفائقة أكبر من الأرض ولكنها أصغر من نبتون. الصورة عبر باترسون كلارك / واشنطن بوست /كورا.

إذا كان أي من هؤلاء Hyceans المرشحين يدعمون الحياة في الواقع ، فإن الدراسات القادمة مع Webb والتلسكوبات الأخرى لديها فرصة جيدة لاكتشاف علامات ذلك. كما لاحظ مادهوسودان:

من شأن اكتشاف البصمة الحيوية أن يغير فهمنا للحياة في الكون. نحن بحاجة إلى أن نكون منفتحين بشأن المكان الذي نتوقع أن نجد فيه الحياة والشكل الذي يمكن أن تتخذه هذه الحياة ، حيث تستمر الطبيعة في مفاجأتنا بطرق لا يمكن تصورها في كثير من الأحيان.

علماء الفلك أيضاأعلنفي يوليو الماضي أن نبتون صغير آخر ،TOI-1231 ب، يتمتع بجو عميق مثالي لمزيد من الدراسة بواسطة Webb وتلسكوب هابل الفضائي. سيكون من المثير أن نرى ما تكشفه الملاحظات المستقبلية لعوالم مثل هذه ، و Hyceans على وجه الخصوص.

خلاصة القول: حدد علماء الفلك في جامعة كامبريدج فئة جديدة من الكواكب الخارجية التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن تسمى Hyceans. هذه عوالم ضخمة وساخنة يمكن أن تغطيها المحيطات ولها غلاف جوي كثيف من الهيدروجين.

المصدر: القابلية للسكن والتوقيعات الحيوية في عوالم Hycean

المصدر (ما قبل الطباعة): القابلية للسكن والتوقيعات الحيوية لعوالم Hycean

عبر جامعة كامبريدج