علماء الفلك يكتشفون “عالمًا مائيًا بمحيط يغلي” في الفضاء السحيق | الكواكب الخارجية

رصد علماء فلك كوكبًا بعيدًا يمكن أن يكون مغطى بالكامل بمياه محيطية عميقة، في اكتشافات تعزز البحث عن ظروف صالحة للسكن خارج الأرض.

وكشفت الملاحظات التي أجراها تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا (JWST)، عن بخار الماء والبصمات الكيميائية للميثان وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للكوكب الخارجي، الذي يبلغ نصف قطره ضعف نصف قطر الأرض ويبعد حوالي 70 سنة ضوئية. يتوافق هذا المزيج الكيميائي مع عالم مائي حيث يمتد المحيط على السطح بأكمله، ومع جو غني بالهيدروجين، وفقًا لباحثين من جامعة كامبريدج، على الرغم من أنهم لا يتصورون مناظر بحرية معتدلة وجذابة.

“يمكن أن تصل درجة حرارة المحيط إلى أكثر من 100 درجة [Celsius] وقال البروفيسور نيكو مادهوسودان، الذي قاد التحليل: “أو أكثر”. وأضاف أنه عند الضغط الجوي المرتفع، يمكن أن يظل المحيط بهذه الحرارة سائلاً، “لكن ليس من الواضح ما إذا كان صالحًا للسكن”.

تم تفضيل هذا التفسير في ورقة بحثية منشورة في مجلة Astronomy and Astrophysics Letters، لكنه اعترض عليه فريق كندي قام بملاحظات إضافية لنفس الكوكب الخارجي، والمعروف باسم TOI-270 d. واكتشفوا نفس المواد الكيميائية الموجودة في الغلاف الجوي، لكنهم قالوا إن الكوكب سيكون ساخنًا للغاية بالنسبة للمياه السائلة – ربما 4000 درجة مئوية – وبدلاً من ذلك سيحتوي على سطح صخري يعلوه جو كثيف بشكل لا يصدق من الهيدروجين وبخار الماء.

أيًا كانت وجهة النظر التي ستنتصر، فإن هذه الملاحظات الأخيرة تعرض الرؤى المذهلة التي يقدمها جيمس ويب حول طبيعة الكواكب خارج نظامنا الشمسي. يلتقط التلسكوب ضوء النجوم الذي تم ترشيحه عبر الأجواء للكواكب التي تدور حولها لإعطاء تفاصيل مفصلة عن العناصر الكيميائية الموجودة. ومن هذا المنطلق، يستطيع علماء الفلك تكوين صورة للظروف على سطح الكوكب، واحتمالية قدرة الحياة على البقاء هناك.

يعتمد الدليل على وجود محيط TOI-270 d على غياب الأمونيا، والتي تتنبأ الكيمياء الأساسية بأنها يجب أن تحدث بشكل طبيعي في جو غني بالهيدروجين. لكن الأمونيا شديدة الذوبان في الماء، وبالتالي فإنها ستستنفد في الغلاف الجوي إذا كان هناك محيط بالأسفل. وقال مادهوسودان: “أحد التفسيرات هو أن هذا ما يسمى بالعالم الهيسي، حيث يوجد محيط مائي تحت جو غني بالهيدروجين”.

ستكون الظروف مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة على الأرض. TOI-270 d مغلق مديًا، مما يعني أن أحد الجانبين يواجه نجمه بشكل دائم والآخر غارق في الظلام الأبدي، مما يخلق تباينًا شديدًا في درجات الحرارة.

“سيكون المحيط ساخنًا للغاية على الجانب النهاري. قال مادهوسودان: “يمكن أن يستضيف الجانب الليلي ظروفًا صالحة للسكن”. لكن سيكون هناك غلاف جوي ساحق، مع ضغط أكبر بعشرات أو مئات المرات من الضغط على سطح الأرض، وسيتدفق البخار من المحيط. ومن المرجح أن تصل المياه إلى أعماق تتراوح بين عشرات ومئات الكيلومترات، مع قاع بحر جليدي عالي الضغط، وتحته نواة صخرية.

أجرى البروفيسور بيورن بينيكي، من جامعة مونتريال، عمليات رصد إضافية للكوكب وشكك في فرضية “عالم الهيسي”. وقال: “درجة الحرارة من وجهة نظرنا دافئة للغاية بحيث لا يمكن أن يكون الماء سائلاً”، مضيفًا أن الغلاف الجوي يبدو أنه يحتوي على كميات كبيرة من بخار الماء، وهي كمية كبيرة جدًا بحيث لا يمكن قبول وجود محيط. على السطح، يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 4000 درجة مئوية، حسب تقديرات بينيكي، مع وجود الماء في حالة فوق حرجة، حيث يصبح التمييز بين السائل والغاز غير واضح. قال: “إنه تقريبًا مثل سائل سميك وساخن”.

اكتشف كلا الفريقين ثاني كبريتيد الكربون، المرتبط بالعمليات البيولوجية على الأرض، ولكن يمكن إنتاجه أيضًا من مصادر أخرى. ومع ذلك، لم يكن هناك أي علامة على وجود جزيء حيوي آخر، وهو ثنائي ميثيل كبريتيد (DMS).

“لا يمكننا التعادل [carbon disulphide] قال مادهوسودان: “للنشاط البيولوجي”. “في جو غني بالهيدروجين، من السهل نسبيًا صنعه. ولكن إذا تمكنا من قياس الجزيء الفريد، فمن الواعد أننا سنكون قادرين على قياس الكواكب الصالحة للحياة في المستقبل.

وأضاف: “علينا أن نكون حذرين للغاية بشأن كيفية توصيل النتائج المتعلقة بهذا النوع من الأجسام”. “من السهل على الجمهور أن يقفز إلى فكرة أننا وجدنا الحياة بالفعل.”

قال الدكتور جو بارستو، عالم الفلك في الجامعة المفتوحة والذي لم يشارك في العمل الأخير: “إن أطياف هذه الكواكب الصغيرة مع تلسكوب جيمس ويب الفضائي مثيرة حقًا لأنها بيئات جديدة تمامًا ليس لدينا ما يعادلها في النظام الشمسي”.

وأضاف بارستو أن المزيد من الملاحظات لتحديد وفرة بخار الماء في الغلاف الجوي من شأنها أن تساعد في توضيح احتمال وجود محيط. وأضافت: “إنه لأمر رائع حقًا أن ينظر فريقان إلى نفس مجموعة البيانات ويتوصلان إلى نفس التركيب الكيميائي”.