أجواء الكرات الأرضية الفائقة

ونظرًا لأن كتلتها أكبر بعشر مرات من كتلة الأرض، فمن الممكن أن تحتوي الكواكب الأرضية الفائقة المكتشفة على مياه جوية أكثر مما لدينا ويمكن أن تدعم الحياة بعيدًا عن شمسها.

نحن على أعتاب الحقبة القادمة من اكتشاف الكواكب. تم اكتشاف المئات من الكواكب الضخمة الشبيهة بالمشتري حتى الآن، لكن علماء الفلك بدأوا الآن باكتشاف كواكب أصغر حجمًا وأكثر شهرة. لا تزال الكواكب ذات الكتلة الأرضية بعيدة عن متناول التكنولوجيا الحالية، ولكن هناك نوع جديد من الكواكب احسب الأرض بدأ اكتشافها، وتم تحديد موقع العديد منها بمساعدة التلسكوبات الأرضية والفضائية مجتمعة. ولعل الدراسة الأكثر إثارة للاهتمام هي دراسة الأجواء لهذه الكواكب.

يمكن أن تصل كتلة الأرض الفائقة إلى ما يصل إلى 10 أضعاف كتلة الأرض، ولكن نظرًا لاحتوائها على أسطح صلبة ويمكنها أيضًا تكوين الماء السائل، فقد تكون صالحة للسكن. ناقش العرض الذي قدمته إليزا ميلر ريكي من جامعة هارفارد في الاجتماع 213 للجمعية الفلكية الأمريكية التنبؤ بما سيبدو عليه الغلاف الجوي للأرض الفائقة. على الرغم من أن الموضوع مثير للاهتمام من وجهة نظر علمية - تكوين الغازات، والدليل على وجود الصفائح التكتونية وسمك أو رقة الغلاف الجوي، فإن السؤال الأكثر إثارة للاهتمام سيكون ما إذا كانت الكواكب من هذا النوع ستكون قادرة على دعم الحياة.

لكي تتطور الحياة من النوع الذي نعرفه، تحتاج الكواكب إلى احتواء الماء السائل على سطحها ونطاق درجة حرارة معقول - أي أنها تحتاج إلى أن تكون في المنطقة الصالحة للسكن لنجمها الأم. كما نرى في نظامنا الشمسي، يساعد الغلاف الجوي للكوكب على تنظيم درجة حرارته. يتمتع كوكب الزهرة بغلاف جوي سميك وحار بدرجة كافية لإذابة الرصاص، بينما تتمتع الأرض بدرجات حرارة معتدلة ومياه على السطح. يتمتع المريخ بجو رقيق وبارد جدًا. ليس فقط سمك الغلاف الجوي وقابليته للانضغاط هو المهم. ومن المهم أيضًا أن تحتوي على ثاني أكسيد الكربون والماء وما إلى ذلك.

تتكون النجوم الضخمة مثل كوكب المشتري في الغالب من الهيدروجين. لا تستطيع الكواكب الصغيرة والأخف وزنًا مثل الأرض الاحتفاظ بالهيدروجين وقد هرب إلى الفضاء خلال التاريخ المبكر للكوكب. ومع ذلك، فمن الممكن أن تكون الكواكب الأرضية الفائقة قادرة على الاحتفاظ ببعض الهيدروجين. فبدلاً من الغلاف الجوي الذي يفتقر إلى الهيدروجين كما هو الحال على الأرض، قد يكون لديهم غلاف جوي يحتوي على كميات كبيرة جدًا من الماء. الماء هو أحد غازات الدفيئة القوية - كميات ضئيلة من الماء في الغلاف الجوي للأرض مسؤولة عن 60% من تأثير الدفيئة (الناتج)، لذا فهي تحافظ على دفء الأرض وتتيح الحياة.

سأل فريزر كاين، محرر مجلة Universe Today، ميلر ريكي عن تأثير كمية كبيرة من الهيدروجين في الغلاف الجوي على كوكب من نوع الأرض الفائقة. كما ذكرنا، بخار الماء هو أحد الغازات الدفيئة ويساعد في تشكيل درجة حرارة الكوكب. "قد تؤثر كمية الهيدروجين الموجودة في الغلاف الجوي على الأرض الفائقة على مساحة الحياة (بمعنى أن الحياة قد توجد على مسافة أكبر من الشمس مما يمكن أن تتشكل على كوكب صغير). هذا سؤال مهم، وهذا ما ننتظر معرفته".

تحدد المركبة الفضائية الحالية الكواكب الأرضية الفائقة باستخدام طريقة العبور، حيث يقوم الكوكب بتعتيم ضوء النجم الأم أثناء مروره أمامه. ومن خلال طرح البصمة الكيميائية عندما يمر الكوكب خلف النجم، يستطيع علماء الفلك تحديد تكوين غلافه الجوي.

إن العثور على كواكب الأرض الفائقة يقتصر على تكنولوجيا التلسكوب الحالية. ومع ذلك، سيتم إطلاق أجهزة جديدة قريبًا. التلسكوب الفضائي كيبلر تم إطلاقه في أبريل 2009، وسيكون قادرًا على اكتشاف العديد من كواكب الأرض الفائقة أكثر من تلك التي تم اكتشافها بالفعل. ومع ذلك، فإن الجيل القادم من التلسكوبات الفضائية الكبيرة مثل تلسكوب جيمس ويب التابع لناسا سيسمح لعلماء الفلك بتصوير الغلاف الجوي لهذه الكواكب مباشرة.

للحصول على الأخبار في الكون اليوم

المزيد على موقع العلوم من مؤتمر الجمعية الفلكية الأمريكية رقم 213، يناير 2008، لونج بيتش كاليفورنيا:

• قد تتشكل الكواكب أيضًا حول النجوم الثنائية
• الثقوب السوداء تشكلت قبل المجرات
• النجم النيوتروني WR 104 لن يقتلنا
• إشعاع الخلفية الكونية أقوى 6 مرات من المتوقع
  
• مجرة درب التبانة أكبر حجما ويمكن أن تصطدم بالمرأة المسلسلة