هل سنرى قريبًا كواكب خارجية قابلة للحياة بشكل أكثر وضوحًا؟

جسم مستطيل رفيع مسطح ولامع أزرق اللون أعلى ربع عملة أمريكية.

كاشف فوتون MKID بقوة 10000 بكسل ، جزء من التكنولوجيا الجديدة التي يتم تطويرها للمساعدة مباشرة في تصوير الكواكب الخارجية البعيدة. الصورة عبر بن مازن /جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا.

أكثر من 4000الكواكب الخارجية- الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى - كانت كذلكاكتشفحتى الآن ، مع توقع آلاف آخرين في المستقبل القريب. هذه العوالم بعيدة جدًا ، ولم يُلمح سوى عدد قليل جدًا في الصور حتى الآن ؛ تلك التي رأيناها تبدو وكأنها نقاط دقيقة بجوار نجومها. ولكن الآن يتم تطوير تقنية جديدة لتصوير الكواكب الخارجية بواسطة جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا ومؤسسة Heising-Simons. قد تكون بعض هذه الكواكب صالحة للسكن ، مما يجعلها أكثر الأهداف إثارة للتصوير المباشر.

كانت الأخبار الواعدةأعلنبواسطة UC Santa Barbara في 18 مارس 2020.

يوجدأساليب مختلفةللعثور على الكواكب الخارجية. تم العثور على معظم الكواكب الخارجية من خلال تأثيرات الجاذبية الصغيرة التي تحدثها على نجومها ، أو عن طريق قياس كمية الضوء التي تحجبها عند عبورها أمام نجومها. ومع ذلك ، فهذه مهمة صعبة ومضنية. حتى الآن ، كانت معظم الكواكب التي تم العثور عليها عمالقة ، مثل كوكب المشتري ، أو زحل ، أو أورانوس ، أو نبتون ، وهي قريبة من نجومها ، نظرًا لأنها أسهل اكتشافًا. ببساطة ، من السهل العثور على الكواكب الأكبر من العثور على الكواكب الصغيرة. في الآونة الأخيرة فقط ، بدأنا في العثور على عوالم صخرية أصغر ، بما في ذلك عوالم فيالمناطق الصالحة للسكنمن نجومهم. المنطقة الصالحة للسكن هي المكان الذي يمكن أن تسمح فيه درجات الحرارة بوجود الماء السائل على أسطح الكواكب ، على الرغم من أن ذلك غير مضمون بأي حال من الأحوال. بالمقارنة مع النجوم ، فإن الكواكب صغيرة جدًا وخافتة لدرجة أن ضوءها يتلاشى بسبب وهج نجومها.

ما يريده العلماء حقًا ليكون قادرًا على فعل المزيد هو تصوير المزيد من الكواكب الخارجية مباشرةً. ليس فقط الكبيرة ، ولكن بشكل خاص تلك التي تشبه الأرض في الحجم ، في المناطق الصالحة للسكن من نجومها. كمابنيامين مازن، الذي يقود مختبره جزء جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا من هذا الجهد ، في أبيان:

نتيجة لهذا التحيز الرصدي ، هناك عدد قليل جدًا من الأمثلة على الكواكب الشبيهة بالأرض المكتشفة.

كوكب به غيوم وماء وشمسه في الخلفية.

تصور الفنان عنكبلر 186f، أول كوكب خارج المجموعة الشمسية بحجم الأرض اكتشف يدور في المنطقة الصالحة للسكن لنجمه. يمكن للتكنولوجيا الجديدة التي يجري تطويرها أن تمكن العلماء من تصوير بعض هذه العوالم بشكل مباشر وتحديد ما إذا كانت صالحة للسكن بالفعل أم لا. الصورة عبر NASA Ames / JPL-Caltech / T. Pyle /Phys.org.



كم سيكون الأمر مثيرًا في النهايةارىعوالم قد تكون مشابهة للأرض في بعض النواحي؟

لكن رؤيتهم ليس سوى جزء مما يجعل هذا مهمًا للغاية. من خلال القيام بذلك ، يمكن للباحثين تحليل الضوء من هذه العوالم بسهولة أكبر والبحث عن ممكنالتوقيعات الحيويةفي الغلاف الجوي ، الغازات التي يمكن أن تنتجها الحياة ، مثل الأكسجين أو الميثان. قال مازن:

يتطلب قياس تكوين الغلاف الجوي للكواكب الخارجية الصخرية من أجل البصمات الحيوية طريقة رصد جديدة.

12 صورة بها دوائر سوداء صلبة ، كل دائرة بها نقطة ساطعة بجانبها ، صور مسماة من ديسمبر 2014 إلى سبتمبر 2018.

Beta Pictoris b هي واحدة من الكواكب الخارجية القليلة التي تمكن العلماء من تصويرها حتى الآن. هذه السلسلة من الصور من تلسكوب كبير جدًا من ESO (VLT) يظهر أنه يدور حول نجمه. لا يزال Beta Pictoris b كوكبًا شابًا وساخنًا ، مما يسهل تصويره بشكل مباشر. صورة عبرالذي - التي/ لاجرانج / اتحاد أسفير.

يمكن للعلماء قياس التركيب الكيميائي للغلاف الجوي للكوكب باستخدامالتحليل الطيفي. بهذه الطريقة ، يمكن تقسيم الضوء الذي يمر عبر الغلاف الجوي للكوكب إلى ألوانه الفردية. تشير الألوان المختلفة إلى أنواع المواد الكيميائية الموجودة في الغلاف الجوي. تم القيام بذلك بالفعل إلى حد ما من قبل ، ولكن فقط بالنسبة للكواكب الخارجية الكبيرة من النوع الغازي العملاق. إن وجود صور فعلية للكواكب الخارجية سيجعل من السهل دراستها. قال مازن:

يُعد التقاط صورة لنظام شمسي قريب من أكثر الأشياء تحديًا من الناحية التكنولوجية التي نقوم بها في علم الفلك ، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن الغلاف الجوي للأرض يفسد الصورة. إنها مثل محاولة التقاط صورة من خلال الزجاج الأمامي الذي يتساقط بسبب المطر.

بينما يمكن استخدام هذه التقنية لمجموعة متنوعة من الكواكب الخارجية المختلفة ، فإن الهدف الأساسي هو التمكن من تمييز الكواكب بحجم الأرض بظروف معتدلة يمكن أن تكون صالحة للسكن. نحن نعلم بالفعل عددًا متزايدًا من هذه العوالم في المناطق الصالحة للسكن لنجومها ، ولكن هناك عوامل أخرى يمكن أن تؤثر على قابلية كوكب ما للحياة المحتملة ، مثل تكوين غلافه الجوي ، وكمية الإشعاع التي يتلقاها من نجمه ، وكمية الماء ، وما إلى ذلك.

مختبر مازن هو مجرد واحد من فرق متعددة من علماء الفلك الجامعيين الذين تستثمر فيها مؤسسة Heising-Simons Foundation. سيؤدي ذلك إلى تطوير التكنولوجيا اللازمة لتصوير هذه الأنواع من العوالم ومعرفة المزيد عن إمكانية سكنها المحتملة.

رجل يرتدي قميصًا أزرق مع معدات المختبر خلفه.

بنيامين مازن في جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا ، الذي يساعد مختبره في تطوير تقنية جديدة لتصوير الكواكب الخارجية مباشرة. صورة عبرجامعة كاليفورنيا سانتا باربرا.

تعد إحدى التقنيات الرئيسية الأخرى التي طورتها جامعة كاليفورنيا في سانتا باربارا نوعًا جديدًا من التوصيل الفائقكاشف الفوتونيسمى كاشف الحث الحركي الميكروويف (MKID) والذي تم دمجه مع 8 متر (26 قدم)تلسكوب سوباروفي هاواي. يستخدم هذا أيضًا تمويل مؤسسة Heising-Simons لتطوير خوارزميات معالجة البيانات الضرورية. قال مازن:

أشعر أنه لا توجد مشكلة أكثر إلحاحًا للعمل عليها. يخبرنا التعرف على الكواكب القريبة الكثير عن أنفسنا ومكاننا في الكون.

فقط عدد قليل من الكواكب الخارجية تم تصويرها بشكل مباشر حتى الآن ، مثل الكوكب الشاب والعملاق الساخنبيتا بيكتوريس ب، 63سنوات ضوئيةبعيدا. ولكن مع هذه التكنولوجيا الجديدة ، يجب أن يكون العلماء الآن قادرين على تصوير العديد من العوالم البعيدة. في حين أنها لا تزال لا تبدو أكثر من مجرد نقاط مضيئة نظرًا لبعدها البعيد عنا ، فقطالقدرة على رؤيتهم على الإطلاق، وتحليل أجواءهم بشكل أفضل ، سيكون إنجازًا كبيرًا. بعد ذلك ، سنكون خطوة كبيرة أقرب إلى إيجاد عوالم يحتمل أن تكون صالحة للسكن والتي قد تكون مشابهة لعالمنا ، وربما اكتشاف أول دليل على الحياة في نظام شمسي غريب.

خلاصة القول: يساعد الباحثون في جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا في تطوير تقنية جديدة لتصوير الكواكب الخارجية التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن مباشرة.

عبر جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا