يمكن أن يكون قمر أفاتار - باندورا - موجودًا في الواقع كما يقول صيادو الكواكب

وقد يكتشف تلسكوب كيبلر الفضائي كواكب بحجم الأرض، كما سيتمكن تلسكوب جيمس ويب الذي سيتم إطلاقه بعد سنوات قليلة من تحديد مواقع الأقمار وتحليل أغلفتها الجوية، في ظل ظروف معينة، وبالتالي قمر حامل للحياة مثل مثل باندورا في فيلم Avatar، قد تكون موجودة في الواقع. وذلك بحسب مقال نشر هذا الأسبوع

في فيلم هوليوود الجديد "أفاتار" الذي حقق نجاحًا كبيرًا، يزور البشر قمرًا فضائيًا صالحًا للسكن ولكنه غير مأهول يُدعى "باندورا".

الأقمار الحاملة للحياة مثل باندورا أو قمر غابة إندور في سلسلة أفلام حرب النجوم هي أمثلة من عالم الخيال العلمي. لكن بعد إطلاق تلسكوب كيبلر التابع لناسا، سيكون من الممكن اكتشاف كواكب بحجم الأرض، ومن الممكن أن تصبح الأقمار الصالحة للسكن علمًا حقيقيًا.

إذا وجدناهم قريبين جدًا من الأرض، كما يقول مقال نشرته ليزا كالتنجر، عالمة الفلك في معهد سميثسونيان للفيزياء الفلكية، فإن تلسكوب جيمس ويب الفضائي، الذي سيتم إطلاقه خلال سنوات قليلة، والذي سيحل محل تلسكوب هابل هيليل، سيكون بمقدورهم دراسة أجواءها واكتشاف الغازات المهمة مثل ثاني أكسيد الكربون والأكسجين وبخار الماء.

حتى الآن، اكتشف صيادو الكواكب الخارجية مئات الكواكب الشبيهة بالمشتري والكواكب الأكبر حجمًا في مجموعة واسعة من المدارات. عمالقة الغاز، والتي من السهل جدًا اكتشافها، لا يمكن أن تكون موطنًا للحياة كما نعرفها. ومع ذلك، يقدر العلماء أنه في حالة وجود أقمار صخرية حولها، فقد تكون صديقة للحياة. هذا بالطبع، إذا كان مدار القمر يقع ضمن المنطقة الصالحة للسكن للنجم، وهي المنطقة الدافئة بما يكفي لدعم الماء السائل، ولكنها ليست ساخنة جدًا.

يقول كالينجر: "جميع الكواكب الغازية العملاقة في النظام الشمسي لديها أقمار صخرية وأقمار جليدية". "هذا يثير احتمال أن الكواكب الموجودة في أنظمة أخرى شبيهة بالمشتري لديها أقمار أيضًا. وقد يكون بعضها بحجم الأرض ولها غلاف جوي”.

سيبحث كيبلر عن الكواكب التي تعبر أمام شمسها، مما يؤدي إلى حدوث كسوف صغير ويخفف ضوء النجوم بمقدار صغير ولكن يمكن تمييزه. يستغرق مثل هذا العبور بضع ساعات فقط ويتطلب محاذاة دقيقة للنجم والكوكب في خط رؤيتنا. سوف يقوم كيبلر بفحص آلاف النجوم، وبسبب هذه القيود، قد يجد عددًا قليلاً فقط من الكواكب التي تمر أمام نجمها.

وبمجرد العثور على كواكب غريبة، يستطيع علماء الفلك البحث عن الأقمار المحيطة بها. إن قوة الجاذبية لذلك القمر ستمسك بالكوكب وتسرع أو تبطئ عبوره، اعتمادًا على ما إذا كان القمر أمام الكوكب أو خلفه في مروره بالقرب من الشمس. إن التغيرات في سرعات العبور بين عمليات العبور المختلفة هي التي تشهد على وجود الأقمار.

وبمجرد العثور على مثل هذا القمر، فإن السؤال الواضح التالي هو ما إذا كان لديه غلاف جوي. إذا كانت الإجابة بنعم، فإن هذه الغازات سوف تمتص بعضًا من ضوء النجوم أثناء العبور، مما يترك بصمة صغيرة على تركيبة الغلاف الجوي.

ستكون هذه الإشارات قوية عندما يتعلق الأمر بالعوالم الكبيرة ذات الأجواء الحارة والمتضخمة، ولكن لا يمكن دراسة الأقمار ذات الحجم الأرضي إلا إذا كانت الظروف مناسبة تمامًا. على سبيل المثال، يجب أن تكون المسافة الفاصلة بين القمر والكوكب كبيرة بما يكفي حتى نتمكن من التقاط القمر فقط أثناء عبوره، بينما يكون الكوكب في قياس آخر للنجم.

قام كيتلينجر بحساب أفضل الظروف لدراسة الغلاف الجوي للأقمار الفضائية. وجدت أن Alpha Centauri A، النظام الذي تدور أحداث فيلم Avatar فيه، قد يكون هدفًا جيدًا.

ألفا سنتوري A هو نجم لامع قريب نسبيا من الشمس ويشبهها كثيرا، لذا فإن هذه الحقائق تعطينا إشارة جيدة للاستمرار. "كل ما يتطلبه الأمر هو تتبع عدد من الممرات، والعثور على الماء والأكسجين وثاني أكسيد الكربون والميثان على قمر شبيه بالأرض من نوع باندورا."

وإذا كانت الرؤية التي تظهر في فيلم Avatar صحيحة، فسوف نتمكن بالفعل من توصيف القمر باستخدام تلسكوب جيمس ويب في المستقبل القريب.

في حين أن Alpha Centauri A يوفر إمكانيات محيرة، فإن النجوم الصغيرة الخافتة - وخاصة الأقزام الحمراء - هي أهداف أفضل للبحث عن الكواكب أو الأقمار الصالحة للسكن. وتكون المنطقة الصالحة للسكن لهذه النجوم أقرب إلى الشمس، مما يزيد من احتمالية عبورها.

ناقش علماء الفلك ما إذا كانت موجات المد والجزر يمكن أن تمثل مشكلة بالنسبة للأقزام الحمراء. الكوكب الذي يتحرك بالقرب بما يكفي ليكون في المنطقة الصالحة للسكن من قزم أحمر قد يكون قريبًا بدرجة كافية بحيث تؤدي جاذبية النجم إلى إبطائه حتى يظهر جانبًا واحدًا فقط (مثل الوضع في نظام الأرض والقمر). سيتم تشمس أحد جوانب الكوكب بشكل دائم في ضوء الشمس، بينما سيتم تجميد الجانب الآخر في الظلام الأبدي.

يمكن إنقاذ قمر يدور حول كوكب في المنطقة الصالحة للسكن من قزم أحمر من هذه المعضلة. سيكون مرتبطًا بقوة الجاذبية بالكوكب، وليس بالنجم نفسه، لذلك سيكون له دورات ليلا ونهارا، كما هو الحال في الجرم السماوي. سيكون غلافه الجوي دافئًا إلى حد ما، ويمكن أن تكون النباتات مصدرًا جيدًا للطاقة للقمر بأكمله.

يقول كيتلينجر: "إن الأقمار الغريبة بحجم الأرض التي تدور حول عمالقة الغاز ستكون مكانًا أفضل للحياة من الكواكب الشبيهة بالأرض أو الكواكب العملاقة المحاصرة الجاذبية". "علينا أن نتذكر ذلك عندما نعمل على هدفنا النهائي، وهو اكتشاف الحياة خارج الأرض."

للحصول على معلومات على الموقع الإلكتروني لمعهد هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية