تغطية شاملة

الحياة خارج كوكب الأرض: تشبهنا وأقرب مما كنا نعتقد

عدد كبير من النجوم القزمة الحمراء (التي تشكل معظم النجوم من حولنا) لديها كواكب مشابهة للأرض. اتضح أنهم أكثر ودية للحياة مما كان يعتقد سابقا

القزم الأحمر من ويكيبيديا
القزم الأحمر من ويكيبيديا

في مقالة مراجعة نشرت هذه الأيام في المجلة الدولية لعلم الأحياء الفلكي ويبين يوسف جيل وإمري واندل (غيل، واندل) من الجامعة العبرية في القدس أن المكان الأكثر احتمالا للعثور على حياة خارج النظام الشمسي هو على الأرجح في الكواكب المحيطة بالشمس الخافتة الصغيرة من النوع الذي يسميه علماء الفلك "الأقزام الحمراء"، ل التي تنتمي إليها معظم (ما يصل إلى 90٪) من النجوم من حولنا.

وتظهر النتائج التي نشرها في السنوات الأخيرة تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لناسا، والذي تتمثل مهمته الأساسية في العثور على كواكب شبيهة بالأرض، وعلى وجه الخصوص إحصائيات الكواكب التي اكتشفها كيبلر حول الأقزام الحمراء، أن جزءا كبيرا (يصل إلى 40%) من هذه النجوم يوجد على الأقل كوكب واحد يشبه الأرض من حيث الحجم ودرجة الحرارة. ويجمع المؤلفون هذه البيانات مع الحسابات الحديثة التي تظهر أنه لا يوجد أي عائق أمام تطور حياة مماثلة لتلك التي تطورت على الأرض على الكواكب المحيطة بالأقزام الحمراء، على عكس ما كان يعتقد عادة حتى سنوات قليلة مضت. وعلى وجه الخصوص، يوضح المؤلفون أن مثل هذه الكواكب تتمتع بظروف مناسبة لعملية التمثيل الضوئي، والتي تعتبر ضرورية لوجود معظم أشكال الحياة على الأرض، وبالتالي فإن الحياة من النوع الذي نعرفه على الأرض تبدو أكثر شيوعًا خارج النظام الشمسي منها. تفكير سابق.

الرياح والإشعاع: القزم الأحمر ليس سيئًا للغاية

نظرًا لأن الأقزام الحمراء تتألق بشكل أقل بكثير من النجوم المشابهة لشمسنا، فإن "منطقتها الصالحة للسكن" (حيث قد يوجد الماء السائل على سطح الكوكب) أصغر بكثير من المنطقة الصالحة للسكن في النظام الشمسي. بمعنى آخر، لكي تكون درجة الحرارة على سطح كوكب شمسي قزم أحمر عالية بما يكفي لوجود الماء السائل، يجب أن يكون قريبًا جدًا من الشمس. حتى وقت قريب، كان من المفترض أن الظروف على الكواكب القريبة من الأقزام الحمراء غير مناسبة للحياة، وذلك لعدد من الأسباب.

أولاً، ستكون الكواكب الأقرب إلى شمسها "مقفلة مديًا"، أي أنها تواجه دائمًا نفس الجانب من الشمس، مثل عطارد في نظامنا الشمسي، أو يواجه القمر دائمًا نفس الجانب من الأرض. سيكون الجانب المواجه للشمس حارًا جدًا والجانب الآخر باردًا جدًا. وفي الماضي، اعتقد العلماء أن مثل هذا التوزيع لدرجة الحرارة من شأنه أن يتسبب في هبوب رياح قوية بين جانبي الكواكب المغلقة، مما يؤدي إلى نشوء مناخ عاصف من شأنه أن يعيق تطور الحياة. وقد أظهرت محاكاة الغلاف الجوي والمناخ على مثل هذا الكوكب أن الرياح أخف بكثير مما كانوا يعتقدون.

ثانيًا، كان يُعتقد بشكل عام أن الحياة لا يمكن أن تتطور وتوجد على الكواكب الخارجية القريبة من الأقزام الحمراء بسبب انفجارات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية، وهي شائعة أثناء التطور المبكر للأقزام الحمراء. ويُعتقد أن هذه الانفجارات يمكن أن تلحق الضرر بالحياة، بل وتؤدي إلى تبخير الغلاف الجوي للكواكب القريبة. ومع ذلك، فإن الأقزام الحمراء الناضجة تكون أكثر هدوءًا. بالإضافة إلى ذلك، تظهر الحسابات التي تم إجراؤها في السنوات الأخيرة أن الغلاف الجوي الهائل لكوكب كبير بدرجة كافية يمكن أن ينجو من الانفجارات خلال فترة التطور المبكرة، وبدلاً من ذلك يمكن تشكيل جو جديد في الكواكب خلال فترة النضج الأكثر استرخاءً للقزم الأحمر.

التمثيل الضوئي: تمامًا كما هو الحال في المنزل

لسنوات عديدة، اعتقد مجتمع علم الأحياء الفلكي أنه إذا كانت الحياة موجودة على الكواكب القزمة الحمراء، فيجب أن تعتمد على آلية التمثيل الضوئي مختلفة عن تلك الموجودة على الأرض، حيث أن الأقزام الحمراء أقل سخونة من النجوم المشابهة للشمس، وبالتالي فإن الإشعاع الصادر عنها يكون أقل. أقل نشاطا وتتركز بشكل رئيسي في منطقة الأشعة تحت الحمراء مما لا يساهم في عملية التمثيل الضوئي في نباتات الأرض. تم دحض هذا الادعاء في هذا المقال، الذي يوضح أنه على الرغم من أن معظم الطاقة الموجودة في الطيف المميز للأقزام الحمراء موجودة في الأشعة تحت الحمراء، إلا أنه لا تزال هناك طاقة كافية في نطاق الضوء المرئي لعملية التمثيل الضوئي في الآلية الموجودة على الأرض. لذلك ليست هناك حاجة لآلية مختلفة لعملية التمثيل الضوئي. علاوة على ذلك، قد يكون نظام الإشعاع المستمر على كوكب قزم أحمر "مغلق" مشابهًا لذلك الشائع عند خطوط العرض العليا على الأرض خلال فترات الصيف القصيرة، عندما تزدهر النباتات الصيفية في البلدان الشمالية.

الحياة خارج كوكب الأرض – أقرب مما كنا نعتقد

وخلاصة المقال هي أن الظروف على الكواكب المحيطة بالأقزام الحمراء قد تكون مناسبة لعملية التمثيل الضوئي تمامًا مثل التي تحدث على الأرض، حيث تعد عاملاً أساسيًا في تطور الحياة المعقدة. علاوة على ذلك، بما أن معظم النجوم من حولنا عبارة عن أقزام حمراء، ولها عمر أطول بكثير من النجوم المشابهة للشمس، فمن المرجح إحصائيًا العثور على حياة خارج نظامنا الشمسي على الكواكب القزمة الحمراء مقارنة بالكواكب التي تدور حول نجوم من هذا النوع. مشابهة لشمسنا، كما كان يُعتقد حتى الآن.
من تقدير المسافة الذي قدمه ويندل في مقال سابق (انظر "تزيد بيانات كيبلر من احتمالية انتشار الحياة على نطاق واسع في الكون"، العالم 2014)
نجد أن أقرب جيراننا للحياة، وربما حتى حياة مشابهة لتلك التي تطورت على الأرض، من المحتمل أن يكون كوكبًا يدور حول شمس حمراء صغيرة، على بعد حوالي 10 سنوات ضوئية من الأرض. ومن الممكن أن يكون هذا التقييم قد تم اختباره بالفعل باستخدام التلسكوبات المتقدمة مثل JWST وTMT والتي من المقرر أن تبدأ العمل في العقد المقبل.
المقال كاملا

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

 

تعليقات 20

  1. WD والمعجزات:
    وكما قلت، سيكون من الصعب للغاية تقييم المستوى الذي تمكنوا فيه من تطوير التكنولوجيا الخاصة بهم، لأنها ستعتمد على العلم الذي لم نتمكن بعد من اكتشافه. ولكن يمكننا أن نقدر المستوى الأدنى من علومهم وتقنياتهم، التي هي في الواقع علومنا وتقنياتنا، بالإضافة إلى المزيد من التطورات المستقبلية التي لم يتم وضعها موضع التنفيذ بعد.
    وبما أننا اليوم قادرون تقنيًا على مسح السماء والعثور على الكواكب التي يمكن أن تدعم الحياة نظريًا، فيمكننا أن ندرك أن هذا ليس عملاً معقدًا بالنسبة لثقافة أكثر تقدمًا. ويمكن التقدير أن أقمارهم الصناعية وتلسكوباتهم أكثر تقدما بكثير من أقمارنا الصناعية، وقد قاموا بالفعل برسم خرائط لمعظم النجوم التي يمكن اكتشافها من مواقعها النسبية، وكواكبها، بما في ذلك الكواكب القادرة على دعم الحياة، على مسافات تسمح بذلك. اكتشاف الغلاف الجوي.
    في السيناريو الذي وصفته والذي يرتبط فعلياً بما قيل أعلاه، لم أقصد الرسائل الموجهة تحديداً في اتجاه هيئة الصحة بدبي، بل نوعاً من الرسالة العامة نحو الثقافات المتقدمة تكنولوجياً، في شكل من أشكال التواصل الذي نقوم به ما زلت لا أفهم، على أمل أن ثقافة معينة سوف تلتقطه. وهذا يتناقض مع جهود سيتي لاستخدام الاتصالات اللاسلكية، والتي تكون غير فعالة على المسافات بين النجوم.

  2. المعجزات

    ربما أساءت فهم السيناريو الذي وصفه والدي، لكنني اعتقدت أنه عندما يقول إنهم اكتشفونا بالفعل منذ وقت طويل بعد أن تحدث عن كيفية تنفيذهم تقنيًا لجميع أفكارنا الأكثر جموحًا، فإنه يعني أنهم على دراية بما يجري هنا. ففي نهاية المطاف، تتضمن أفكارنا الأكثر جموحًا عددًا لا بأس به من الأشياء التي ستسمح لهم بالقيام بذلك بسهولة نسبية.

  3. WD
    كيف يمكن لثقافة غريبة أن تعرف ما هي التكنولوجيا التي لدينا؟ إذا اكتشفنا الحياة على كوكب بعيد، فلن نعرف عنه سوى القليل جدًا دون زيارته.

  4. آفي كوهين

    إذا اكتشفونا منذ وقت طويل، فليس من المستبعد أنه في الوقت الذي اكتشفونا فيه لم يكن هناك شيء مثير للاهتمام بالنسبة لهم (وهو ما قد يكون صحيحًا حتى اليوم).

    لماذا يرسلون لنا رسائل مفادها أننا لا نملك التكنولوجيا المناسبة لاستقبالها؟
    إذا كانوا متقدمين كما تصف، فعليهم أن يعلموا أننا لا نملك الإمكانيات اللازمة لتلقي هذه الرسائل، وبالتالي إذا أرادوا أن يرسلوا لنا رسائل يرغبون في تلقيها، فمن المحتمل أنهم سيستخدمون الوسائل التي نحن مهتمون بتلقيها. قادرة على تلقي.

  5. لماذا تكتفي بالرسوم البيانية والصور فقط؟ ربما تستطيع الثقافة الأكثر تطوراً أن ترسل لنا أفلام الواقع الافتراضي من عالمها المشابهة لفيلم Contact...
    على أي حال، إذا كانت هناك حضارات أكثر تقدما، فيجب أن تظهر تقنيتها لنا على أنها "أعمال سحرية"، بحيث أنه حتى الأفكار الأكثر وحشية التي توصلنا إليها هنا، قد تم تنفيذها بالفعل في الممارسة العملية. ولهذا السبب، سيكون من الصعب علينا تقييم قدراتهم. ولكن هناك شيء واحد يبدو واضحا بالنسبة لي، وهو أنه بمجرد أن تصبح الحضارة بين النجوم، فإنها تتخلى عن تكنولوجيا الموجات الراديوية للاتصالات، لأنها ليست فعالة في المسافات بين النجوم.
    بالإضافة إلى ذلك، إذا تمكنا في مرحلتنا التكنولوجية من تطوير أدوات تتيح لنا العثور على عوالم داعمة للحياة وتحديدها، فمن المحتمل أن الحضارات المتقدمة، إن وجدت، قد اكتشفتنا بالفعل منذ زمن طويل.
    وربما يرسلون لنا رسائل في الوقت الحالي، ولكن ليس لدينا بعد التكنولوجيا المناسبة لاستقبالها.

  6. أتفق تمامًا، ربما تكون الحياة الذكية أكثر ندرة في الكون، وأولئك الذين طوروا بالفعل تكنولوجيا متقدمة ربما إما دمروا أنفسهم أو توقفوا عن البث إلى الخارج.

  7. إذا أخذنا المثال الوحيد لتطور الحياة المعروف لنا، الحياة على الأرض، فإن أكثر أشكال الحياة بدائية التي سنواجهها على الكواكب الأخرى من المحتمل أن تكون وحيدة الخلية في المحيطات، حيث كان هذا هو الحال على الأرض لمدة 3 مليار سنة من أصل 3.8 مليار سنة يوجد فيها دليل على الحياة. إن الحياة الذكية والحضارات التكنولوجية، إن وجدت، ربما تكون أكثر ندرة بكثير، سواء بسبب مثال الأرض أو لأن عمرها قد يكون قصيرًا من الناحية الفلكية. في مقال سابق (https://www.hayadan.org.il/kepler-findings-1712141) وأظهرت أنه إذا ترجمنا ذلك إلى مسافة، فإن المسافة المحتملة لأقرب حضارة تكنولوجية إلينا يمكن أن تكون آلاف السنين الضوئية. حتى لو وجدت ثقافة أقرب، فمن المحتمل أن خصمك على حق: نظرًا للمسافات الكبيرة حتى إلى أقرب النجوم، فإن الشكل الواقعي الوحيد للتواصل هو تبادل إشارات الراديو، ربما في شكل صور ورسوم بيانية.

  8. عمري،

    سعيد لأنك أحببت تشبيه المافيا، لكن شكرًا لك، لا يزال من المحبط معرفة أنه على الرغم من أن فرصة الحياة في أماكن أخرى في الكون ربما تكون عالية جدًا، إلا أن فرصة لقائنا بهم في حياتنا ربما تكون صفرًا.

    الشيء الوحيد الذي قد يكون ممكنًا إذا كانت هناك حياة ذكية على كوكب قريب نسبيًا هو أن يرسلوا لنا صورًا/مقاطع فيديو لأنفسهم، لكوكبهم، للمدن التي يعيشون فيها، سيكون ذلك رائعًا حقًا.

  9. منافس، أعجبني مثال المافيا. وكتب في مقر إيمانويل
    "من يظن أننا وحدنا في الكون كمن يظن أنه وحيد في الأرض"
    ردي على كلماته يتناسب أيضًا مع مثالك:
    "مقارنة دقيقة بشكل مدهش: عدد الكواكب المشابهة للأرض من حيث الحجم والمناخ في مجرتنا وحدها يبلغ حوالي عشرة مليارات، أي ما يعادل عدد البشر على الأرض. وفي الكون المرئي لأعيننا هناك حوالي مليار مجرة"
    وعلى أية حال، فالأمر لا يتعلق بانتشار الحياة من كوكب إلى آخر عبر أجسام مثل النيازك (نظرية تسمى transpermia، وتشير إلى انتشار الحياة داخل نظام شمسي واحد) بل يتعلق بالظهور التلقائي والمستقل للحياة على سطح الأرض. الكواكب ذات الظروف المناسبة في الأنظمة الشمسية المختلفة. وإذا كانت مجرة ​​درب التبانة وحدها تضم ​​عشرات المليارات من هذه الكواكب، كما أثبتت عمليات رصد تلسكوب كيبلر الفضائي بشكل مقنع، فمن السهل حساب المسافة الظاهرية إلى أقرب نظام شمسي حيث توجد كواكب ذات ظروف مناسبة لتطور الحياة، حوالي 10 سنوات ضوئية.
    ما زلنا لا نملك القدرة التكنولوجية لتحديد ما إذا كانت الحياة من أي نوع قد تطورت بالفعل على كل أو بعض هذه الكواكب، ولكن قريبًا - بعد عقد أو أقل من الآن - من الممكن جدًا وستكون مثل هذه الملاحظات ممكنة.

  10. آفي كوهين
    نجت الكائنات الحية من حادث كولومبيا ووصلت إلى الأرض. من ناحية أخرى، أثناء الإقامة الطويلة في الفضاء، هناك خطر التعرض للإشعاع. ومن ناحية ثالثة - من الممكن أن يساعد الإشعاع في تكوين الحياة.

    على أية حال - من غير المرجح أن تكون الحياة قد خلقت معنا فقط.

  11. آفي كوهين,

    وكما شرحت سابقاً للمعجزات في مثال المخبز، لم أكن أحاول أن أعرض حالة العدوى من رغيف خبز إلى آخر، بل كنت أحاول أن أعرض مبدأ إحصائياً ينص على أنه إذا ظهرت بقعة عفن على أحد الخبازين، فإن على الأرجح هناك مخبوزات أخرى في هذا المخبز الضخم الذي تطور فيه العفن أيضًا *بشكل مستقل*.

    عمومًا، كوننا متجانس تمامًا من حيث تركيب المواد الموجودة فيه، وإذا تطورت الحياة هنا، فمن المحتمل جدًا (إحصائيًا) أن شيئًا مشابهًا حدث في أنظمة شمسية أخرى ومجرات أخرى بشكل مستقل، دون الاتصال بالكون. أرض.

  12. معجزات ومنافس,
    كما أنني أؤيد فرضية أن الحياة شائعة في الكون، وأكثر من ذلك، لكن المقال يتحدث عن الحياة في مجموعات شمسية أخرى. والمثال مع العفن ينطبق على نقل الجراثيم من كوكب في نفس النظام إلى آخر، ولكن عندما نتحدث عن أنظمة شمسية أخرى، فإننا نتحدث عن انتقال إلى رغيف خبز في مخبز في بلد مجاور.
    السؤال هو، هل من الممكن أن نفترض أن الكويكبات من KDWA قد تم قذفها من KDWA ووصلت إلى أقرب جيراننا، Alpha Centauri، وهل من الممكن النجاة من الرحلة؟
    سيكون من المثير للاهتمام معرفة السرعة التي يصل إليها الكويكب الذي يخرج من الأرض وينحرف خارج النظام الشمسي؟ هل يمكننا أن نفترض أنها تصل إلى سرعة أقمار فوييجر الصناعية؟ إذا كان الأمر كذلك، فسيكون لديهم ما يكفي من الوقت للوصول إلى أقرب نجومنا.
    هل من الممكن أن يتم الحفاظ على نظام حياة به كائنات حية ضمن كتل كبيرة من الكويكبات؟

  13. معجزات,

    ومن المثير للاهتمام، لم أكن أعرف، كيف يحدث هذا؟ أتصور أنك لا تتحدث عن السفن الفضائية التي أرسلناها هناك 🙂

    تعجبني أكثر النظرية القائلة بأن الحياة ربما بدأت بفضل المذنبات. نحن نعلم أنها تحتوي على مركبات عضوية وربما يكون أول جزيء مكرر قد تشكل على إحداها. ويكفي أن كوكباً مثل الأرض قد مر ضمن درب مذنب طويل، وقد زُرع غلافه الجوي ببذور الحياة، أو بمركبات عضوية هي أساس الحياة.

    على أية حال، في المثال الذي قدمته، كنت أحاول في الواقع إثبات شيء آخر، وليس "العدوى" من كوكب إلى جيرانه، لكنني كنت أحاول إحصائيًا أن أعرض فرصة تطور الحياة هنا فقط وليس في أي مكان آخر في العالم. الكون قريب جدًا من الصفر.

    بشكل عام، عند النظر إلى الكون، فهو متجانس تمامًا في تكوينه، فليس من المنطقي حقًا أنه لمدة 13.8 مليار سنة فقط كانت الحياة قادرة على التطور (مثل بقعة صغيرة واحدة من العفن في مخبز ضخم، وليس مثل بقعة صغيرة من العفن في مخبز ضخم، وليس مثل بقعة واحدة من العفن على أي مخبز آخر).

  14. منافس
    مثالك أفضل مما تعتقد 🙂 نحن نعلم أن مئات الكيلوجرامات من المواد القادمة من الأرض تصل إلى المريخ كل عام، والعكس صحيح.
    فهل من غير المحتمل أنه إذا كان هناك عفن على رغيف واحد فإن العفن سينتشر إلى الأرغفة الأخرى؟

  15. منطق بسيط في رأيي، أنت تدخل إلى مخبز ضخم بحجم قارة به عشرات المليارات من الأرفف المليئة بأرغفة الخبز والكعك والشله والخبز الفرنسي... ويصادف أن تقترب من أحد الأرفف وبين المعجنات المختلفة لاحظت فجأة وجود بقعة صغيرة من العفن على إحدى المعجنات.

    ما رأيك في احتمالات أن تكون هذه هي البقعة الوحيدة من العفن في هذا المخبز الضخم بأكمله، وأنه لا يوجد أي رغيف خبز أو كعكة أخرى بها بقعة أخرى من العفن؟

    (وآمل أن تسامحني الإنسانية على هذه المقارنة)

  16. أنا أنسخ مرة أخرى رسالة نشرتها هنا منذ وقت ليس ببعيد:

    منطق بسيط في رأيي، أنت تدخل إلى مخبز ضخم بحجم قارة به عشرات المليارات من الأرفف المليئة بأرغفة الخبز والكعك والشله والخبز الفرنسي... ويصادف أن تقترب من أحد الأرفف وبين المعجنات المختلفة لاحظت فجأة وجود بقعة صغيرة من العفن على إحدى المعجنات.

    ما رأيك في احتمالات أن تكون هذه هي البقعة الوحيدة من العفن في هذا المخبز الضخم بأكمله، وأنه لا يوجد أي رغيف خبز أو كعكة أخرى بها بقعة أخرى من العفن؟ فرصة صفر إذا سألتني.

    (آمل أن تسامحني الإنسانية على هذه المقارنة)

  17. مقارنة دقيقة بشكل مدهش: عدد الكواكب المشابهة للأرض من حيث الحجم والمناخ في مجرتنا وحدها يبلغ نحو عشرة مليارات، أي ما يعادل عدد البشر على الأرض. وفي الكون المرئي لأعيننا هناك حوالي مليار مجرة

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.