يركز البحث على موضوع جديد نسبيا وهو برمجة الحياة البيولوجية في الكواكب التي تدور حول الأقزام الحمراء * وللتحقق من الفرضية، سيتم توجيه تلسكوب جيمس ويب الفضائي، وتلسكوب أولتراسات الفضائي الإسرائيلي عند إطلاقهما، إلى الكواكب المكتشفة بواسطة فاندل وزملاؤه

دراسة أجراها البروفيسور عمري فاندل من معهد راكا للفيزياء بالاشتراك مع البروفيسور يوسف جيل من معهد علوم الحياة في الجامعة العبرية وبالتعاون مع الدكتور ليف تالور من جامعة أريئيل، بحثت في مدى ملاءمة الكواكب الخارجية من مناخ مناخي. وجهة النظر البيئية لسكن الإنسان وحياته في أقرب الأنظمة الشمسية إلى الأرض، وهو جزء من مشروع موسع نُشر في السنوات الأخيرة في العديد من المقالات العلمية في المجلات العلمية الرائدة في الفيزياء الفلكية وعلم الأحياء الفلكي. سيتم تنفيذ البحث والمشاركة في عمليات الرصد المستقبلية لتلسكوب James Webb JWST (خليفة تلسكوب Abel، المقرر إطلاقه في أكتوبر 2021) والتلسكوب الفضائي الإسرائيلي فوق البنفسجي ULTRASAT (المقرر إطلاقه في عام 2023).

ويركز البحث على موضوع جديد نسبيا، وهو برمجة الحياة البيولوجية في الكواكب التي تدور حول شموس حمراء صغيرة، يطلق عليها علماء الفلك اسم "الأقزام الحمراء". وفي العقد الأخير، أصبح من الواضح أن هذه النجوم التي تشكل حوالي 75% من مجموع النجوم في مجرة ​​درب التبانة، هي الأكثر ملاءمة للعثور على كواكب في أنظمة شمسية أخرى ذات ظروف مشابهة لظروف الأرض، حيث أن الغالبية العظمى منها من الكواكب الشبيهة بالأرض التي تم اكتشافها (بواسطة بعثة كيبلر التابعة لناسا) في العقد الماضي تدور حول أقزام حمراء. ميزة أخرى مهمة للأقزام الحمراء في السباق لاكتشاف الحياة هي لمعانها المنخفض نسبيًا، مما يسهل العملية المعقدة لتحديد سمات الحياة في الغلاف الجوي لكواكبها (باستخدام تقنية مشابهة لتلك المستخدمة في الاكتشاف الرائد لـ جزيئات الماء في الكوكب K2-18b في سبتمبر 2019).

ووفقا للدراسة (ودراسات مستقلة أخرى)، المناخ الكواكب القريبة من الأقزام الحمراء غريبة ومختلفة تمامًا عن كوكب الأرض، لأنها تواجه دائمًا نفس الجانب من "شمسها"، على غرار كوكب عطارد في نظامنا الشمسي - لذا فإن لها جانبًا من النهار، وجانبًا آخر من الليل، مع منطقة الشفق الأبدية بينهما. في بحث عام 2017، اقترح ويندل وجيل أن الحياة، وخاصة عملية التمثيل الضوئي، يمكن أن توجد في منطقة الشفق عن طريق القياس مع النباتات الصيفية عند خطوط العرض الشمالية على الأرض. في مقالات من 2018 و2019 اقترح البروفيسور ويندل نموذج المناخ في الكواكب القزمة الحمراء، مما يسمح بوجود الماء السائل في أنواع مختلفة جدًا من الأجواء عن الغلاف الجوي للأرض، مما يؤدي إلى توسع كبير في المنطقة الصالحة للسكن (المنطقة التي يحتمل وجود الماء السائل فيها على سطح الكواكب، في المنطقة الصالحة للسكن باللغة الإنجليزية) حول الأقزام الحمراء . ومن المتوقع أن يتم تنفيذ العمل في مشروع الفضاء القادم التابع لناسا.

"هذا عمل ذو أهمية كبيرة لتحديد المرشحين المحتملين للبحث عن علامات الحياة في كواكب المجموعة الشمسية القريبة من الأرض والتي تم اكتشافها في السنوات الأخيرة (من بينها بروكسيما سنتوري بي، أقرب كوكب خارج المجموعة الشمسية إلى الأرض، في مسافة 4 سنوات ضوئية). وأوضح البروفيسور ويندل هذا الأسبوع أن مثل هؤلاء المرشحين سيكونون محور البحث عن علامات الحياة بواسطة تلسكوب JWST الفضائي الذي ستطلقه وكالة ناسا في أكتوبر المقبل.

هناك قيود كبيرة على تطور الحياة حول الأقزام الحمراء تتعلق بدفقات الأشعة فوق البنفسجية المكثفة والمتكررة في المراحل الأولى من حياتها، والتي قد تؤدي إلى تحطيم جزيئات الماء في كواكبها وحتى تآكل الغلاف الجوي لتلك الكواكب. يتم تناول هذا الموضوع من خلال مقترح بحث Wendel لمشروع التلسكوب الفضائي فوق البنفسجي ULTRASAT الذي خطط له معهد وايزمان بالتعاون مع CALTEC (معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا). الغرض من هذا المقترح البحثي هو تطبيق النتائج النظرية المناخية المذكورة للبروفيسور ويندل والبروفيسور جيل فيما يتعلق بالكواكب القزمة الحمراء، التي يكون تاريخ ثورانها معتدلًا نسبيًا و/أو تجاوز المراحل المبكرة من ثوران الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية لفترة طويلة. مما قد يؤدي إلى تآكل الغلاف الجوي ومياهها. هل ستكون الحياة ممكنة فيهم؟ يعد الاقتراح البحثي الجديد للبروفيسور ويندل فريدًا من نوعه لأنه يكمل عمليات رصد الأقزام الحمراء التي سيتم تنفيذها في مشروع ULTRASAT من خلال فحص النموذج المناخي النظري.

على الرغم من وجود أدلة على أن الأقزام الحمراء تبعث مستويات عالية من الأشعة فوق البنفسجية في المراحل الأولى من تطورها، إلا أنه لا توجد حاليًا بيانات كافية عن التطور المبكر لعدد كافٍ من الأقزام الحمراء، ولا نستطيع قياس هذا الإشعاع من الأرض لأنه تم حظره بواسطة الغلاف الجوي لدينا. ووفقا للباحثين، فإن التلسكوب الفضائي فوق البنفسجي ULTRASAT سيكون الأداة الأكثر ملاءمة التي ستكون قادرة على إجراء مسح واسع النطاق لثورات القزم الأحمر في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. أيضًا، بمساعدة ULTRASAT، سيكون من الممكن التنبؤ بتكرار الانفجارات في النجوم القزمة والعلاقة بين الخصائص القابلة للقياس للأقزام الحمراء (مثل سرعة دورانها المتعلقة بعمرها) وتاريخ الانفجارات.

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• قد يكون لكل قزم أحمر تقريبًا كوكب
• تم اكتشاف كميات كبيرة من الماء في كويكب بينو، فهل جلبت الكويكبات الماء إلى الأرض؟
• يعد اكتشاف بخار الماء في الغلاف الجوي لكوكب شبيه بالأرض خطوة كبيرة نحو اكتشاف الحياة في الفضاء
• اكتشاف أن الحفرة الموجودة على سطح المريخ حيث هبط كيوريوسيتي كانت عبارة عن بحيرة يزيد من احتمالية وجود حياة خارج كوكب الأرض