ما هي وصفة الكوكب الحي؟ الفلكيون غير متأكدين - لم نعثر على أي شيء آخر غير الأرض حتى الآن.
ولكن لدينا بعض التخمينات المتعلمة: ربما تحتاج الحياة إلى الماء والكربون وما يكفي من الضوء والحرارة لتشغيل العالم دون حرقه إلى هش. لا ينبغي أن تكون الجاذبية عالية جدًا ، ولن يضر الجو أيضًا. لكن دراسة جديدة تقترح مكونًا أساسيًا آخر: الكويكبات الكبرى والمذنبات ، بالكميات الصحيحة فقط.
عندما يضرب جسم كبير كوكبًا ، يحدث شيئان: تتم إضافة المواد من الجسم إلى كتلة الكوكب ، ويتم إطلاق بعض الغلاف الجوي المحيط بمنطقة الارتطام إلى الفضاء ، كما قال مارك وايت ، عالم الفلك بجامعة كامبريدج والرصاص مؤلف الورقة الجديدة. في التأثيرات العملاقة حقًا ، مثل تلك التي شكلت قمر الأرض ، يتم تمهيد بعض الغلاف الجوي بعيدًا عن الجانب البعيد من الكوكب أيضًا ، مما يعني فقد المزيد. لكن هذا لا يعني أن عالم المنزل المتمني يجب أن يتخطى الآثار تمامًا. إذا كان لكوكب أن يطور الظروف التي يعتقد أنها ضرورية للحياة ، فمن الأفضل أن تنتمي إلى فئة وسطية من الكواكب التي تمتص الكثير من التأثيرات الرئيسية - ولكن ليس الكثير بحيث تفقد الغلاف الجوي.
وقال ويات لـ Live Science إن السبب في ذلك هو أنه من شبه المؤكد أن الكواكب تحتاج إلى "المواد المتطايرة" في أجواءها لكي تنبض الحياة. المواد المتطايرة هي مواد كيميائية ، مثل الماء وثاني أكسيد الكربون ، يمكن أن تغلي عند درجات حرارة منخفضة. تعتمد جميع أشكال الحياة التي نعرفها على الماء والكربون لدعم نفسها على المستوى الكيميائي الأساسي ، ويعتقد العلماء أن خصائص هذه المواد الكيميائية تجعلها ضرورية لظهور الحياة في أي مكان في الكون.
لكن ليست كل الكواكب تبدأ بالتركيزات الضرورية من المواد المتطايرة. في وقت مبكر من عمر النجم ، يكون أكثر إشراقًا. وأن هذا اللمعان الإضافي ساخن بما يكفي لخبز كل الغبار المتراكم في المنطقة الذي سيصبح منطقة النجم الصالحة للسكن - المنطقة غير الساخنة جدًا ، وليست شديدة البرودة - لاحقًا. من المرجح أن تجرد درجات الحرارة المبكرة المبكرة هذه المياه والمواد المتطايرة الأخرى من الغبار الذي سيصبح في النهاية كواكب صالحة للسكن. لذا بعد أن تتشكل الكواكب ويبرد النجم ، تحتاج هذه الأجرام الصخرية إلى اكتساب المواد المتطايرة من مكان آخر في النظام الشمسي. بعبارة أخرى ، يجب عليهم تحطيم مجموعة من الأشياء الضالة الكبيرة.
وجد الباحثون أن أفضل المرشحين لتوصيل المواد المتطايرة مع عدم تجريد الغلاف الجوي للكوكب وتعقيمه هي أجسام متوسطة الحجم. ووجد الباحثون أن الآثار من الكويكبات والمذنبات التي يبلغ عرضها 60 قدمًا (20 مترًا) إلى 3300 قدمًا (1 كيلومترًا) (1 كيلومترًا) فعالة جدًا في توصيل المواد المتطايرة وستميل إلى إضافة المزيد إلى الغلاف الجوي أكثر من طرحها. تميل الكويكبات الأكبر حجمًا ، التي يتراوح قطرها بين 1 و 12 ميلًا (2 و 20 كم) ، إلى تميل الغلاف الجوي أكثر مما تضيفه.
وجد المؤلفون أن التأثيرات العملاقة مثل تلك التي شكلت قمر الأرض ، لا تعبث بهذه القصة بقدر ما تتوقع. مثل هذه الأحداث نادرة جدًا ، وبينما يمكنها تغيير تكوين الغلاف الجوي ، فإنها لن تزيله تمامًا.
وكتب المؤلفون أن أحد الدروس المهمة من هذه الورقة هو أن النجوم الصغيرة من الفئة "م" - الفئة الأكثر شيوعًا من النجوم ، الخافتة جدًا للعين بالعين المجردة ، والعديد من الأقزام الحمراء - من المحتمل أن تكون مرشحة سيئة للحياة. هذا مهم ، لأن العديد من الكواكب الخارجية التي يمكن أن تكون صالحة للسكن قد ظهرت حول هذه الأنواع من النجوم.
وقال وايت: "بالنسبة للنجوم M ، فإن لمعانها المنخفض يعني أن المنطقة الصالحة للسكن أقرب كثيرًا إلى النجم عنها بالنسبة لنجم مثل الشمس".
للحصول على ما يكفي من الضوء ، قد يتعين على كوكب شبيه بالأرض يدور حول نجم من الفئة M أن يكون قريبًا من ذلك النجم مثل كوكب عطارد.
ويزداد الأمر سوءًا. بجوار نجم صغير منخفض الكتلة ، تطير الكويكبات والمذنبات بسرعات أعلى بكثير وتتصادم بشكل أكبر في الكواكب.
وقال وايت "إن التأثيرات ذات السرعة الأعلى هي أكثر فاعلية في تجريد الجو".
هذه أخبار سيئة للحياة على عوالم M. وهو ليس العامل الوحيد الذي يجعل حياة عالم M غير مرجحة.
قالت سارة روجيمر ، الخبيرة في أجواء الكواكب الخارجية في جامعة أكسفورد ، الذي لم يشارك في هذا البحث.
فهل هناك أمل للحياة في عوالم M؟
"أعتقد ، في النهاية ، سوف نجيب على هذا السؤال بشكل ملاحظ بعد فترة وجيزة من إطلاقه: هل الكواكب الصالحة للسكن التي تدور حول الأقزام M لها أجواء؟" قال روجيمر. "نحن نعلم أن الكواكب الأكثر سخونة والأكبر التي تدور حول الأقزام M لها أجواء كثيفة. لكن هذا السؤال لا يزال موجودًا بالنسبة للكواكب الصالحة للسكن: هل يمكنهم الاحتفاظ بجو رقيق بما يكفي ، شيء مثل الأرض بدلاً من كوكب الزهرة؟"
أكد المؤلفون في الورقة أن العديد من استنتاجاتهم تستند إلى شكوك: أين تتشكل الحياة؟ كم تشبه أنظمة النجوم الأخرى نظامنا الشمسي؟
اتفق إدوين بيرجين ، الخبير في تكوين الكوكب والمياه في جامعة ميشيغان والذي لم يشارك في هذا البحث ، مع المؤلفين على أن هناك ما أسماه "مضاعفات كبيرة" في الحسابات وراء هذه الورقة.
وقال "لكن الاتجاهات العامة التي يقدمونها مثيرة للاهتمام للغاية ويمكن أن تكون مهمة".
وأشار إلى عمله الخاص ، الذي اقترح أن الأرض بدأت بجو سميك وغني بالنيتروجين لكنه فقد الكثير منه بسبب التأثيرات. اقترح مؤلفو هذه الورقة الجديدة في نموذجهم أن التأثيرات من المذنبات والكويكبات قد تكون شكلت الغلاف الجوي للأرض والمريخ والزهرة.
وقال الباحثون في المستقبل ، هناك المزيد لنتعلمه عن كيف يمكن لهذا العمل أن يشرح نظامنا الشمسي الخاص ، ولا سيما دور التأثيرات العملاقة هنا. لم يتم نشر هذه الورقة حتى الآن في مجلة تمت مراجعتها من قبل النظراء وهي متاحة على خادم arXiv ما قبل الطباعة.
