يمكن أن تحتوي أقمار الكواكب المارقة على الماء والحياة

أقمار الكواكب الخارجية المارقة: كوكب كبير مزرق ذو عصابات داكنة وقمر بني صغير مقابل مجال النجوم.

تصور فني لكوكب عملاق عائم مع قمر بحجم الأرض. تشير دراسة جديدة إلى أن بعض هذه الأقمار يمكن أن تحتفظ بما يكفي من الحرارة والماء لدعم الحياة ، حتى عندما يكون كوكبها غير متصل بأي شمس. الصورة عبر توماسو غراسي /علم.

المياه وفيرة في نظامنا الشمسي. إلى جانب الأرض ، وجد العلماء أدلة على وجود بحيرات تحت سطح المريخ وعدد متزايد من المحيطات تحت السطحية على أقمار جليدية صغيرة في النظام الشمسي الخارجي. يبدو من المنطقي إذن أن الماء قد يكون موجودًا على الكواكب والأقمار في أنظمة شمسية أخرى. لكن ماذا عنالكواكب المارقة، عوالم حرة لا تدور حول نجم؟ ركزت دراسة في يونيو 2021 من علماء الفيزياء الفلكية في Ludwig-Maximilians Universität München في ألمانيا على إمكانيةالماء السائل على exomoonsمن الكواكب المارقة. تظهر النتائج المثيرة للاهتمام أن أقمار الكواكب المارقة يجب أن تكون قادرة بالفعل على امتلاك غلاف جوي والاحتفاظ بالمياه السائلة.

المراجعة الأقران المجلة الدولية لعلم الأحياء الفلكي نشرتهذه الدراسة في 8 يونيو 2021.

بلايين الكواكب العائمة

قد يبدو غريبًا أن توجد الكواكب بعيدًا عن النجوم. لكن علماء الفلك اكتشفوا العديد من هذه الكواكب المارقة في السنوات العديدة الماضية. علماء الفلكتقديريجب أن يكون عدد الكواكب الحرة على الأقل مساويًا لعدد النجوم في مجرة ​​درب التبانة (أكثر من 100 مليار) ، وربما أكثر. إنها تنجرف بحرية عبر الفضاء ، غير مقيدة بجاذبية نجم محلي. وبعضهم يجب أن يكون لديه أقمار. تقول الورقة:

كوكب عائم ... هو جسم كتلته كوكبي يدور حول جسم غير نجمي ضخم (مثل قزم بني) أو حولمركز المجرة. تم التنبؤ نظريًا بوجود أقمار خارجية تدور حول كواكب عائمة بحرية بواسطة عدة نماذج.

منظر مقطوع يُظهر طبقة مائية سميكة وقشرة جليدية وينابيع ماء حارة على سطح القمر حول كوكب المشتري.

يوضح مفهوم الفنان صورة مقطوعة لقمر كوكب المشتري يوروبا ، وهو واحد من عدة أقمار جليدية على الأقل لها محيطات مائية جوفية. وفقًا لدراسة جديدة ، فإن أقمار الكواكب التي تطفو بحرية في الفضاء بدون شموس يمكن أن تحتوي أيضًا على الماء ، حتى على أسطحها. الصورة عبر NASA / JPL-Caltech /موقع Space.com.

الماء السائل على أقمار الكواكب المارقة؟

هل يمكن أن يحتوي أي من هذه الأقمار على مياه على أسطحها أو بداخلها؟ يبدو الأمر كذلك ، وفقًا للصحيفة الجديدة:

في ظل ظروف محددة ، تكون هذه الأقمار قادرة على الاحتفاظ بجو قادر على ضمان الاستقرار الحراري طويل المدى للماء السائل على سطحها.

نجد أنه في ظل ظروف محددة وبافتراض معلمات مدارية مستقرة بمرور الوقت ، يمكن تكوين الماء السائل على سطح القمر الخارجي.

الكمية النهائية من الماء لكتلة أرضية خارجية أصغر من كمية الماء في محيطات الأرض ، لكنها كافية لاستضافة التطور المحتمل للحياة البدائية. يتم التحكم في مقياس الوقت للتوازن الكيميائي بواسطة الأشعة الكونية الرئيسيةالتأينسائق في نموذجنا من الغلاف الجوي exomoon.

امرأة مبتسمة ذات قبعة داكنة وقميص.

باربارا إركولانو من جامعة لودفيج ماكسيميليان في ميونيخ هي واحدة من رواد الدراسة الجديدة ، باستخدام نموذج كمبيوتر جديد لتحديد ما إذا كانت الأقمار الخارجية التي تدور حول الكواكب العائمة بحرية يمكن أن تحافظ على الماء وحتى الحياة. صورة عبرIMPRS.

يكفي الماء مدى الحياة

في هذه الدراسة،باربرا هيركولانيوموتوماسو جراسياستخدم وزملاؤهم جهاز كمبيوتر لنمذجة الغلاف الجوي لقمر خارجي يدور حول كوكب عائم. في حين أشارت النتائج إلى أنه من المحتمل أن يكون القمر يحتوي على مياه أقل بـ 10000 مرة مما هو عليه في محيطات الأرض ، إلا أنه لا يزال يمتلك 100 مرة من الماء أكثر من الغلاف الجوي للأرض. هذا أكثر من كاف لدعم بعض أشكال الحياة.

كواكب عملاقة ذات أقمار عملاقة

في الدراسة ، قام نموذج الكمبيوتر بمحاكاة قمر بحجم الأرض يدور حول كوكب حر عائم بحجم المشتري. أكبر قمر نعرفه هوجانيميد، أكبر قمر صناعي للمشتري ، وهو أكبر بحوالي 26٪ من عطارد. ومع ذلك ، قد لا يكون امتداد القمر الضخم بحجم الأرض في المحاكاة كثيرًا.دليل مبدئيموجود لقمر عملاق يدور حول الكوكبكبلر -1625 ب، 8000سنوات ضوئيةبعيدًا في اتجاه كوكبتنادجاجة البجعة. في هذه الحالة ، يكون حجم القمر المحتمل تقريبًا بحجم نبتون ويكون الكوكب أكبر بعدة مرات من كوكب المشتري.

كوكب غائم عملاق مع قمر كبير مزرق وشمس في الخلفية.

تم العثور على قون خارجي كبير محتمل حتى الآن (لكن لم يتم تأكيده بعد) ، كبلر -1625 ب ، وهو 8000سنوات ضوئيةبعيدًا في الكوكبةدجاجة البجعة. القمر المحتمل في مفهوم هذا الفنان يدور حول حجم نبتون والكوكب أكبر بعدة مرات من كوكب المشتري. صورة عبرهابل سايت.

الأشعة الكونية بدلا من ضوء الشمس

أحد الأسئلة الواضحة هو: كيف يمكن لنظام كوكبي بدون شمس أن يدعم الحياة؟ تحتاج النباتات على الأرض إلى ضوء الشمسالبناء الضوئي، وتقريباً كل أشكال الحياة الأخرى تعتمد على النباتات. في نموذج الكمبيوتر ، وجد الباحثون ذلكالأشعة الكونيةيمكن أن تحل محل أشعة الشمس لتحويل الهيدروجين الجزيئي وثاني أكسيد الكربون إلى ماء ومنتجات أخرى.

القوى المد والجزريمكن أن يوفرها الكوكب على قمره الحرارة ، مثلما تفعل الكواكب العملاقة في نظامنا الشمسي مع أقمارها الجليدية. إذا كان هناك ما يكفي من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للقمر ، 90٪ على الأقل ، فإنالاحتباس الحراريسيحتفظ بما يكفي من تلك الحرارة للحفاظ على سوائل الماء وجعل الحياة ممكنة. كما تم تلخيصه في الورقة:

وجدنا أن قمرًا خارجيًا يدور حول كوكب عائم يوفر بيئة قد تحافظ على الماء السائل على سطحه إذا كانت السماكة الضوئية للغلاف الجوي كبيرة نسبيًا وتنتج المعلمات المدارية ما يكفي من تسخين المد والجزر لزيادة درجة الحرارة فوق نقطة انصهار ماء.

قد تبدو فكرة الماء والحياة في عوالم لا تدور حول النجوم مثل خيال علمي. ولكن إذا كان هؤلاء الباحثون على حق ، فقد لا يكون الأمر بعيد المنال بعد كل شيء. لا يزال من الصعب اكتشاف Exomoons ، لكن هذا سيتغير في السنوات القادمة. ماذا سيجد علماء الفلك؟

خلاصة القول: تقول دراسة جديدة أجراها علماء في جامعة Ludwig-Maximilians Universität München في ألمانيا أنه يمكن أن يكون هناك ما يكفي من الحرارة والمياه السائلة على أقمار الكواكب المارقة - عوالم حرة بدون شموس - لدعم الحياة. يمكن للأشعة الكونية ، بدلاً من أشعة الشمس المباشرة ، أن تقود عمليات مثل التمثيل الضوئي.

المصدر: وجود الماء على الأقمار الخارجية التي تدور حول كواكب عائمة بحرية: دراسة حالة

عبر LMU