انضم إلينا
اغلاق
أرض غير الأرض.. هل يمكن أن نعيش يوما حول نجم غير الشمس؟

أرض غير الأرض.. هل يمكن أن نعيش يوما حول نجم غير الشمس؟

شادي عبد الحافظ

محرر علوم
  • ض
  • ض
اضغط للاستماع

   

منذ اللحظة الأولى التي تأكدنا فيها من وجود كواكب أخرى خارج نطاق المجموعة الشمسية، بفضل أعمال "ألكسندر ولسكان" و"دايل فريل" قبل أقل من ثلاثة عقود من الآن، بدأ العالم حقبة جديدة تماما من تاريخه، أصبحنا خلالها نعرف أن مجموعتنا الشمسية الملونة التي تمتعنا برسمها في حصص العلوم غير مميزة، لكن الأكثر إثارة للانتباه دائما كان التساؤل التالي لتلك الكشوفات، التساؤل عن كواكب أخرى صالحة للحياة، عوالم مثل عالمنا الدافئ الملون بالأزرق والأخضر، وبينما نكتشف يوما بعد يوم أن فرص وجود هذا النوع من العوالم أكبر مما كنّا نظن، يحدث من حين لآخر أن نلتقي بكشف مميز يرفع من درجات تعجبنا. 

   

شبيه الأرض!

يقول ماتياس زيكمايشتر، متخصص الفيزياء الفلكية من جامعة جوتنجن الألمانية، في حواره مع "ميدان": "بحسب البيانات الصادرة من دراستنا الجديدة، فإن الكوكب "تيجاردن بي" هو أقرب الكواكب المكتشفة خارج المجموعة الشمسية في الشبه من الأرض إلى الآن"، مضيفا: "فهو كوكب صخري، يساوي ما كتلته مرة وثُلث من كتلة كوكبنا، ويوجد كلا الكوكبين -بي وسي- في منطقة قريبة من النجم الذي يدوران حوله بحيث يتلقّيان كمَّ تدفق إشعاعي مشابها لما تتلقاه الأرض من الشمس".

  

يعمل زيكمايشتر في نطاق بحثي مثير للانتباه قلّ أن تسمع عنه، فهو يقود فريقا وظيفته هي اصطياد الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية وتدور حول نجوم أخرى، وقبل عدة أيام فقط التفتت الأجواء البحثية الفلكية إليه بسبب دراسة جديدة صادرة في دورية "أسترونومي آند آستروفيزيكس"، كان الباحث الرئيسي فيها، تقول إن واحدا من أقرب النجوم إلينا، ويُدعى "النجم تيجاردن" (Star Teegarden)، يقع فقط على مسافة 12.5 سنة ضوئية، يحوي كوكبين يدوران حوله في النطاق الصالح للحياة، الأول يسمى "تيجاردن بي" والثاني "تيجاردن سي"(1).

     

    

"النطاق الصالح للحياة" (Circumstellar Habitable Zone CHZ) يعني تلك المنطقة حول نجم ما والتي تسمح بوجود المياه في صورتها السائلة، أي لا يكون الكوكب قريبا من النجم فتتبخّر المياه ولا بعيدا عنه فتتجمّد، حينما يوجد كوكب يشبه الأرض في تركيبه وحجمه ويحتوي على الماء والعناصر التي تسمح بظهور الحياة فذلك مؤشر يحتمل وجود الحياة عليه.

  

ويبدو أن الكوكبين يحملان تلك الصفات، "تيجاردن بي" على سبيل المثال -بحد تعبير زيكمايشتر في أثناء حديثه مع "ميدان"- "يقع على مسافة من 0.025 وحدة فلكية من النجم تيجاردن، ورغم أن ذلك يعني 2.5% فقط من المسافة بين الأرض والشمس، فإن النجم تيجاردن صغير جدا، فقط 0.1 من نصف قطر الشمس!"، والفكرة أن النطاق الصالح للحياة يتحدد بطبيعة إشعاع النجم، كلما انخفضت قيمته احتاج الكوكب إلى أن يكون أقرب إليه لكي يتحقق شرط إمكانية وجود الحياة الأساسي(2).

  

أقزام حمراء

النجم تيجاردن يتبع فئة من النجوم تسمى بـ "الأقزام الحمراء" (Red Dwarfs)، وهو نجم يختلف كثيرا عما نعهده عن النجوم. حيث عادة تكون الأقزام الحمراء أقل في الكتلة من الشمس بنحو النصف أو أصغر، أما في الحجم فإن بعض تلك النجوم قد يكون في حجم كوكب المشتري. وعلى عكس الشمس، فإن الأقزام الحمراء لا تحرق وقودها (الهيدروجين) في النواة فقط، بل في كل مكان بالنجم، لكن ذلك يتم ببطء شديد وخلال فترة طويلة جدا تصل إلى تريليون سنة.

    

    

هل تتخيل ذلك؟ إن كل الأقزام الحمراء الموجودة في الكون كله لم تزل طفلة، لأن عمر الكون هو 13.8 مليار سنة فقط، يضيف زيكمايشتر في حديثه مع "ميدان" أن "الأقزام الحمراء هي النجوم الأكثر وفرة في الكون، فمن بين كل مئة نجم هناك 75 قزما أحمر"، في الحقيقة فإن ذلك يجعلها لا شك مثيرة جدا لانتباه الباحثين، لأن معرفة نسب وجود الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء يعني بالضرورة الاقتراب من نسبة وجود الكواكب حول نجوم الكون كله.

  

أضف إلى ذلك بعض الصفات الأخرى اللافتة للأقزام الحمراء، فهي لا تتطور كالنجوم الأخرى، الشمس مثلا. خلال أربعة مليارات سنة ستبدأ الشمس في التضخم، لو كانت بحجم حبة بازلاء ستتضخم لتصبح بحجم كرة سلّة! سبب ذلك هو أن انتهاء الوقود النجمي في النواة الخاصة بالشمس يدفعها للانكماش على ذاتها وإطلاق قدر كبير من الطاقة يدفع بالأغلفة الخارجية للأعلى، في تلك الأثناء ستنخفض درجة حرارة سطح الشمس للنصف تقريبا.

  

لكن هذا التضخم سيؤثر لا شك في شكل الحياة على الأرض، أو أي كوكب آخر توجد عليه الحياة في ذلك الوقت، ومن المحتمل أن تُمحى الحياة تماما إن كانت موجودة في تلك الفترة البعيدة جدا بالمستقبل. على الجانب الآخر فإن الأقزام الحمراء ذات طبيعة ثابتة نسبيا على مدى فترة طويلة جدا من عمرها، ما يعني إمكانية تطور واستمرار الحياة عليها دون أي تحولات كارثية، وهو ما يدفع بالبعض لتصور إمكانية وجود حياة حولها أو صلاحيتها للحياة.

  

حياة لا تخلو من المشكلات

    

يقول زيكمايشتر في حديثه مع "ميدان": "لكن الأمر ليس بتلك السهولة"، مضيفا أن هناك الكثير من المشكلات التي تواجه هذا النوع من النجوم. على سبيل المثال، فإن الأقزام الحمراء تميل إلى التأثير جذبويا على كواكبها بحيث تقيّد حركتها حول نفسها، أحد أشهر النماذج التي نعرفها لتلك الحالة التي تسمى بـ "القَفل المدّي" هو القمر، والذي يقابلنا بوجه واحد فقط لأن الأرض تؤثر عليه جذبويا فلا يتمكن حتّى من أن يحيد بوجهه عنّا.

  

إذا فعل أحد الكواكب ذلك مع النجم تيجاردن، فإن جانبا من الكوكب سيواجهه طوال الوقت، والجانب الآخر سيظل في الظلام طوال الوقت، وهو ما يمنع وجود الحياة على هذا الكوكب، من جهة أخرى فإن الأقزام الحمراء تميل كذلك، في بعض فترات حياتها، إلى إطلاق عواصف شمسية هائلة قد تصل الواحدة في قوّتها إلى آلاف المرات أكبر من تلك التي تطلقها شمسنا، قد يؤثر ذلك على الأغلفة الجوية للكواكب أو قد تنسلخ عنها نهائيا.

  

لكن على الرغم من ذلك، فإن الإمكانية تبقى مفتوحة، وما يجعل الأمر أكثر إثارة للفلكيين هو سهولة رصد الكواكب التي تدور في نطاق الحياة حول الأقزام الحمراء، "لأن حجم النجم الصغير يجعل فارق اللمعان أثناء مرور الكوكب أمامه أكبر"، بحد تعبير زيكمايشتر في حديثه مع "ميدان"، لفهم تلك الفكرة تخيل أننا نقوم بتمرير كرة حديدية صغيرة أمام مصباح مضيء، في أثناء مرور الكرة بينك وبين المصباح سوف تقل كمّية الضوء القادمة منه إلى عينيك(3).

      

  

هذا هو بالضبط -على مستوى غاية في الصغر والدقة- ما يحدث حينما يوجّه الفلكيون تلسكوباتهم إلى نجم ما لمدة طويلة، فبين فترات محددة نجد أن كم الإشعاع الضوئي يقل لمدة محددة ثم يرتفع مرة أخرى، يحدث ذلك لأن الكوكب يمر أمام النجم، في الأقزام الحمراء يكون المصباح (النجم تيجاردن هنا) صغير الحجم، ما يعني أن كم الضوء المفقود أثناء مرور الكوكب سيكون كبيرا، ما يمكّن الباحثين من التقاطه بسهولة.

   

الكواكب التي لا نراها

في الواقع، فإن الكثيرين يخطئون في فهم الكيفية التي يتمكّن بها العلماء من رصد الكواكب خارج المجموعة الشمسية، حتّى إنه قبل فترة قصيرة حينما أُعلن عن كشف كوكب جديد قام أحدهم بنشر صورة مُصممة للكوكب على أنها حقيقية، ولاقت رواجا كبيرا. لكن الحقيقة هي أنه لا يمكن لنا، بأي حال من الأحوال، أن نرصد الكواكب نفسها التي تدور حول نجوم بعيدة، لكن فقط يمكن للعلماء التقاط تغيّر الضوء الصادر من تلك النجوم بحيث يدل ذلك على وجود كواكب، كذلك فإن هناك طريقة أخرى مثيرة للانتباه استخدمها فريق زيكمايشتر.

   

يقول زيكمايشتر في حديثه مع "ميدان": "لقد قمنا، عبر مشروع مرصد كالار ألتو لرصد الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء (CARMENS)، بقياس السرعة (الشعاعية) للنجم تيجاردن"، مستكملا: "ووجدنا أن السرعة الخاصة به تتذبذب بشكل دوري، هذه الاضطرابات في السرعة تشير إلى وجود كواكب تدور حوله"، لفهم الأمر دعنا نتخيّل أنك الآن تقف في غرفة ما وتدور حول نفسك وأنت واقف في النقطة نفسها، ثم بعد قليل يأتي أحدهم ويمسك بيديك وتحاول أن تدور حول نفسك وأنت ممسك به كما يحدث في الرقص على الجليد، في تلك الحالة ستحاول الحفاظ على نفسك واقفا في النقطة نفسها، لكن وجود شخص آخر سيُخرجك عنها قليلا بينما تدور معه.

     

  

دوران الأجرام السماوية حول بعضها بعضا، في كل الأحوال سواء كنّا نتحدث عن كوكب وقمر أو نجمين أو كوكب ونجم، لا يعني أن أحد الجُرمين يقف ثابتا بينما يدور الآخر حوله. قد يبدو ذلك عجيبا، فأنت تعرف بالفعل أن الشمس، على سبيل المثال، تقف ثابتة بينما تدور كل كواكب المجموعة الشمسية حولها، وأن الأرض تقف ثابتة بينما يدور القمر حولها، لكن الحقيقة هي أن كل جُرمين سماويين يدوران حول نقطة ما بينهما تتعلق بفارق كتلتيهما، تسمى تلك النقطة "مركز الكتلة". إذا كانت كتلتا الجُرمين متساوية يدوران معا حول نقطة في المنتصف تماما بينهما، وكلما ازدادت كتلة جُرم منهما على الآخر اقتربت تلك النقطة من الجُرم الأكبر في الكتلة، وإذا كان فارق الكتلة كبيرا ستقترب النقطة من الجُرم الأكبر في الكتلة بحيث تدخل فيه لكنها لا تكون في منتصفه أبدا.

  

بسبب ذلك التذبذب في حركة النجم، أمكن لفريق زيكمايشتر أن يلتقط أثر وجود الكوكبين اللذين يدوران حول النجم "تيجاردن"، فكلما تحرك النجم بصورة أكبر يعني ذلك أن الكوكب ذو كتلة كبيرة، ولأن الأقزام الحمراء صغيرة الكتلة فإن أثر الكواكب عليها سيكون أكثر وضوحا، ويضيف زيكمايشتر في حديثه مع "ميدان": "وهذا هو ما يجعل الأقزام الحمراء مرشحا مثاليا للبحث عن كواكب تدور حولها، خاصة في النطاق الصالح للحياة، أو حينما تكون كواكب شبيهة بالأرض"(4).

  

عبر الحسابات الفلكية، يتمكّن العلماء من قياس ما هو أبعد من مجرد وجود الكوكب، فبتأمل قدر التذبذب الخاص بالنجم يمكن كذلك معرفة مداره، ويمكن كذلك التعرف إلى حجمه وتركيبه إن كان صخريا أو غازيا، بل وفي بعض الأحيان يتمكّن العلماء من معرفة تركيب الغلاف الجوي للكوكب عبر قياسات طيفية للضوء المار من النجم خلال الغلاف الجوي للكوكب وصولا إلينا، تُمكّننا تلك القياسات الطيفية من التعرف على العناصر والمركبات الموجودة في الغلاف الجوي كالميثان والإيثان والأكسيجين وثاني أكسيد الكربون وغيرها، وفي تقرير سابق للكاتب (تجده في المصادر) بعنوان "حياة على كوكب آخر.. حقيقة أم خيال؟" يمكن لك أن تتعرف بصورة أكثر تفصيلا على كيفية حدوث ذلك(5).

  

لِمَ نفعل ذلك؟

 

  

يقول زيكماشتر: "لو كنّا نعيش الآن على الكوكب "تيجاردن بي" مثلا، فإن الشمس ستكون نجما لامعا في سمائنا"، مضيفا: "لكننا لن نتمكّن من استخدام تلك الطريقة للتعرف إلى كوكب الأرض، لأن الشمس نجم هائل الكتلة والحجم، على الرغم من ذلك يمكن بسهولة التعرف إلى كوكب المشتري". في الواقع، فإن طريقة أخرى مهمة يمكن لنا استخدامها لرصد كوكب الأرض إذا كنّا من سكّان "تيجاردن بي"، بحسب زيكماشتر في أثناء حديثه مع "ميدان"، "وهي أن ننتظر عبور الأرض أمام الشمس بالنسبة لـ "تيجاردن بي"، سيحدث ذلك في العام 2040".

  

حسنا، بالطبع لا يمكن أن نثق بدرجة كبيرة في قدرات الكوكب "تيجاردن بي" على احتضان حياة، ذلك لأن الأمر الخاص بالحياة معقد للغاية، ويخضع لعدد واسع من العوامل لا يمكن حصرها من على الأرض، لذلك فكل ما يمكن أن نأمله هو أن نجد أكبر عدد ممكن من الكواكب التي يمكن أن تحتضن ظروف الحياة، وربما يوما ما قد نجد الفرصة المناسبة، أحد أشهر تلك الاحتمالات هو لا شك الكشف الكبير الذي أعلنت عنه وكالة الفضاء والطيران الأميركية (ناسا) قبل عدة سنوات، حيث وجد أن النجم "ترابيست-1" (TRAPPIST-1)، وهو أيضا قزم أحمر يقع على مسافة 40 سنة ضوئية منّا، يحتوي على سبعة كواكب في مدارات حوله، ثلاثة منها تقع ضمن النطاق الصالح للحياة.

    

أضف إلى ذلك أن كشفا آخر كان قد أثار الانتباه أيضا في الفترة نفسها، وهو اكتشاف كوكب يدور في النطاق الصالح للحياة الخاص بأقرب النجوم إلينا، "قنطورس المقدم"، والذي يقع فقط على مسافة أربع سنوات ضوئية تقريبا، يعني ذلك فرصة مثالية للبحث عن جار يمكن يوما ما أن نزوره ونتأمل إن كان بالفعل صالحا للحياة أم لا. يقول زيكماشتر، والذي كان أيضا أحد الباحثين في الكشف عن هذا الكوكب: "الفكرة هي أننا نود أن نحصل على الكثير من التفاصيل"، ويستكمل في حديثه مع "ميدان": "البعض من الناس يجدون أنه من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كان هناك عوالم أخرى حيث يمكن أن توجد عليها حياة أو إن كانت الأرض هي الوحيدة من نوعها"، في كلتا الحالتين فإن الإجابة لا شك ستدعو للكثير من التعجب.

  

الظروف على الأرض ليست ثابتة، والتغير المناخي قد يصبح أكثر قسوة بحيث يمنعنا من الاستمرار في الحياة على سطح الأرض

رويترز

    

هل هو مهم أن نبحث عن كواكب أخرى تصلح للحياة؟ ليس ذلك بسؤال سهل، فكما يقول زيكماشتر في نهاية حديثه مع "ميدان": "تلك العوالم بعيدة جدا، وربما لن نصل إليها أبدا، لذلك نحن أيضا مرتبطون بأرضنا ويجب أن نعتني بها"، إلا أنه يضيف كذلك أنه جزء من طبيعتنا هو أن نبحث عن المجهول، أن نكون فضوليين تجاه هذا النوع من الأسئلة، وإذا تأملت الأمر قليلا ستجد أن كل ما أنجزناه في العلوم، والفنون والآداب والفلسفات كذلك، كان فقط محاولة فضولية للتعرف إلى ذواتنا وإلى هذا الكون الواسع من حولنا.

  

هل يمكن أن توجد كواكب أخرى صالحة للحياة بشكل مؤكد؟ ما زالت الإجابة عن هذا السؤال بعيدة عن متناول أيدينا، لكننا لا شك في حاجة إلى الحصول عليها قبل أن تمر عدة عشرات، أو مئات بحد أقصى، من السنوات، ذلك لأن الظروف على الأرض ليست ثابتة، والتغير المناخي قد يصبح أكثر قسوة بحيث يمنعنا من الاستمرار في الحياة على سطح الأرض، في تلك اللحظة قد يكون سر إنقاذنا هو تلك الأبحاث التي بدأت منذ العام 1992 واستمرت إلى تلك اللحظة، من يدري؟ العلم هو كيان صُمم لهدف واحد، وهو اتّباع فضولنا، الفضول الذي طالما أنقذنا.

تقارير متصدرة


آخر الأخبار