علماء الفلك يجدون أخيرًا الشيء الذي كان الجميع يبحث عنه: كوكب خارجي صخري بغلاف جوي

في تطور سيفاجئ أي شخص شاهد فيلم خيال علمي بشكل طفيف، اكتشف علماء الفلك غلافًا جويًا حول كوكب صخري شبيه بالأرض في المنطقة الصالحة للسكن لنجم آخر. النتيجة، التي نُشرت في 16 يوليو في مجلة Science، تقدم أقوى دليل حتى الآن على أن كواكبًا ذات درجات حرارة شبيهة بالأرض وتركيبات صخرية قد توجد خارج نظامنا الشمسي - وكما تعلم، قد تدعم الحياة.

"الغلاف الجوي ضروري لكوكب لدعم الحياة كما نعرفها،" قال المؤلف الرئيسي كولين شيروبيم، الذي حصل مؤخرًا على درجة الدكتوراه في علوم الأرض والكواكب من جامعة هارفارد. "هذه هي المرة الأولى التي يجد فيها أي شخص غلافًا جويًا على كوكب صخري في المنطقة الصالحة للسكن لنجم آخر."

الكوكب المعني هو LHS 1140 b، وهو كوكب خارجي صخري يبعد حوالي 48 سنة ضوئية عن الأرض. يدور حول نجم قزم أحمر داخل منطقته الصالحة للسكن - تلك المنطقة المعتدلة حيث قد تسمح درجات الحرارة بوجود ماء سائل على السطح. جاء الاكتشاف عبر ملاحظات الهيليوم المتسرب من الكوكب، والتي تم التقاطها باستخدام مطياف WINERED في مرصد ماجلان في تشيلي.

حدد العلماء آلاف الكواكب الخارجية، بما في ذلك عدة عوالم صخرية في مناطق صالحة للسكن، لكن تأكيد ما إذا كانت تلك الكواكب تمتلك أغلفة جوية كان أحد أكثر التحديات إزعاجًا في أبحاث الكواكب الخارجية. "قبل عشرين عامًا، تساءلنا عما إذا كانت الكواكب الأرضية الأخرى موجودة حتى،" قال روبن وردزورث، أستاذ جوردون ماكاي لعلوم البيئة والهندسة في هارفارد وأحد مستشاري أطروحة شيروبيم. "ثم علمنا أنها شائعة، ووجدنا بعضها في المنطقة الصالحة للسكن. السؤال التالي كان ما إذا كان أي منها قد تمكن من الاحتفاظ بغلاف جوي. الآن نعرف أن واحدًا على الأقل لديه."

طور شيروبيم وزملاؤه نموذجًا نظريًا يتنبأ بأن الغلاف الجوي العلوي لـ LHS 1140 b يحتوي على كميات كبيرة من الهيليوم تتسرب ببطء إلى الفضاء. اختبروا هذا التوقع خلال حدث غير عادي حيث عبر LHS 1140 b وكوكب آخر أمام نجمهما في نفس الليلة. لم يُظهر الكوكب الثاني أي علامة على وجود غلاف جوي. لكن LHS 1140 b أنتج إشارة واضحة للهيليوم المتسرب - دليل على أنه لا يزال يحتفظ بغلاف جوي.

المستشار المشارك لشيروبيم، ديفيد شاربونو، رئيس قسم علم الفلك في جامعة هارفارد، شك في البداية في نجاح الخطة. "حلل كولين الكواكب التي نعرفها وتنبأ بأن هذا الكوكب سيكون له غلاف جوي من الهيليوم،" قال شاربونو. "ثم نظم وقت التلسكوب، وحصل على البيانات، وكان الاكتشاف قويًا إحصائيًا."

يشير الاكتشاف إلى أن علماء الفلك قد يتمكنون من دراسة أغلفة الكواكب الخارجية الصخرية من الأرض من خلال البحث عن الغازات المتسربة إلى الفضاء. يقدر علماء الفلك أن الغلاف الجوي لـ LHS 1140 b قد بقي لأكثر من ثلاثة مليارات سنة، مما يجعله هدفًا واعدًا بشكل خاص لملاحظات إضافية. يأمل شيروبيم في تحديد التركيب الكيميائي الكامل للغلاف الجوي وتحديد ما إذا كان الكوكب يحتوي على محيطات سطحية أو ميزات أخرى صالحة للسكن. يخطط هو وزملاؤه أيضًا لاستخدام النموذج للبحث عن عوالم صخرية إضافية ذات أغلفة جوية. "لقد كان هذا التحقق من النموذج، ونأمل أن يكون مجرد أول العديد من الملاحظات القادمة،" قال.