في العقود القليلة الماضية ، حدث انفجار في عدد الكواكب خارج المجموعة الشمسية التي تم اكتشافها. اعتبارًا من 1 أبريل 2018 ، بلغ إجمالي exo 3،758الكواكب تم تأكيدها في 2880 نظامًا ، مع 627 نظامًا يحتوي على أكثر من كوكب واحد. بالإضافة إلى توسيع معرفتنا بالكون ، كان الغرض من هذا البحث هو العثور على أدلة على الحياة خارج نظامنا الشمسي.
في سياق البحث عن الكواكب الصالحة للسكن ، استخدم علماء الفلك الأرض كمثال إرشادي. ولكن هل سنتعرف على كوكب "يشبه الأرض" حقًا إذا رأيناه؟ تم تناول هذا السؤال في ورقة حديثة من قبل اثنين من الأساتذة ، أحدهما صياد الكواكب الخارجية والآخر ، خبير علوم الأرض وعلم الفلك. معًا ، ينظرون في ما سيكون التقدم (الماضي والمستقبل) مفتاحًا للبحث عن Earth 2.0.
ظهرت الورقة التي تحمل عنوان "الأرض ككوكب خارجي" على الإنترنت مؤخرًا. أجرى الدراسة تايلر دي روبنسون ، وهو زميل سابق لما بعد الدكتوراه في ناسا وأستاذ مساعد من جامعة شمال أريزونا ، وكريستوفر ت.رينهارد - أستاذ مساعد من معهد جورجيا لدراسات الأرض ودراسات الغلاف الجوي.
من أجل دراستهم ، يركز روبنسون ورينهارد على كيفية تركيز البحث عن الكواكب المسكونة والمأهولة خارج نظامنا الشمسي بشكل عام على نظائر الأرض. هذا أمر متوقع ، لأن الأرض هي الكوكب الوحيد الذي نعرفه والذي يمكن أن يدعم الحياة. كما أخبر البروفيسور روبنسون مجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"الأرض - حاليًا! - مثالنا الوحيد لعالم صالح للسكنى. وهكذا ، عندما يسأل أحدهم ، "ما شكل الكوكب الخارجي القابل للسكن؟" أو "كيف سيبدو كوكب خارجي خارج الحياة؟" ، أفضل خيار لنا هو الإشارة إلى الأرض والقول ، "ربما سيبدو مثل هذا إلى حد كبير." في حين أن العديد من الدراسات قد افترضت وجود كواكب أخرى صالحة للسكن (مثل ، الأرض الفائقة المغطاة بالمياه) ، فإن مثالنا الرئيسي لكوكب صالح للسكن يعمل بكامل طاقته سيكون دائمًا الأرض.
لذلك ينظر المؤلفون في الكيفية التي أدت بها الملاحظات التي قامت بها المركبات الفضائية في النظام الشمسي إلى تطوير مناهج للكشف عن التوقيعات للسكن والحياة على عوالم أخرى. وتشمل هذه بايونير 10 و11 البعثات و فوييجر 1 و2 المركبات الفضائية ، التي أجرت رحلات جوية للعديد من أجسام النظام الشمسي خلال السبعينيات.
سمحت هذه البعثات ، التي أجرت دراسات على كواكب وأقمار النظام الشمسي باستخدام القياس الضوئي والتحليل الطيفي ، للعلماء بتعلم الكثير عن كيمياء وتكوين الغلاف الجوي لهذه الأجسام ، بالإضافة إلى أنماط الأرصاد الجوية والكيمياء. وقد أضافت البعثات اللاحقة إلى ذلك من خلال الكشف عن التفاصيل الرئيسية حول التفاصيل السطحية والتطور الجيولوجي للكواكب والأقمار الشمسية.
بالإضافة إلى ذلك ، فإن جاليليو قام المسبار بإجراء تحليق للأرض في ديسمبر 1990 و 1992 ، مما أتاح لعلماء الكواكب الفرصة الأولى لتحليل كوكبنا باستخدام نفس الأدوات والتقنيات التي تم تطبيقها سابقًا في جميع أنحاء النظام الشمسي. وكان أيضا فوييجر 1 المسبار الذي أخذ صورة بعيدة عن الأرض ، والتي أشار إليها كارل ساجان باسم صورة "نقطة زرقاء شاحبة".
ومع ذلك ، يشيرون أيضًا إلى أن الغلاف الجوي الأرضي وبيئة السطح قد تطورت بشكل كبير على مدى 4.5 مليار سنة مضت. في الواقع ، وفقًا لمختلف النماذج الجوية والجيولوجية ، كانت الأرض تشبه العديد من البيئات في الماضي والتي يمكن اعتبارها "غريبة" تمامًا وفقًا لمعايير اليوم. وتشمل هذه العصور الجليدية العديدة للأرض والعهود الأولى ، عندما كان الغلاف الجوي الأولي للأرض نتاجًا للغاز البركاني.
كما أوضح البروفيسور روبنسون ، يقدم هذا بعض المضاعفات عندما يتعلق الأمر بإيجاد أمثلة أخرى على "نقاط زرقاء شاحبة":
"إن التعقيد الرئيسي هو الحرص على عدم الوقوع في فخ التفكير بأن الأرض قد ظهرت دائمًا كما هي اليوم. لذا ، يقدم كوكبنا في الواقع مجموعة كبيرة من الخيارات لما قد يبدو عليه كوكب صالح للسكن و / أو مأهول ".
وبعبارة أخرى ، يمكن أن يكشف بحثنا عن نظائر الأرض عن عدد كبير من العوالم التي تشبه الأرض ، بمعنى أنها تشبه فترة جيولوجية سابقة (أو مستقبلية) من الأرض. وتشمل هذه "أرض كرة الثلج" ، والتي ستتم تغطيتها بالصفائح الجليدية (ولكن يمكن أن تكون لا تزال تحمل الحياة) ، أو حتى كيف بدت الأرض أثناء هاديان أو أرشون إيونس ، عندما لم يحدث التمثيل الضوئي الأكسجيني بعد.
سيكون لهذا أيضًا تداعيات عندما يتعلق الأمر بأنواع الحياة التي يمكن أن تكون موجودة هناك. على سبيل المثال ، إذا كان الكوكب لا يزال صغيرًا وكان الغلاف الجوي لا يزال في حالته البدائية ، فقد تكون الحياة بشكل صارم في شكل ميكروبي. ومع ذلك ، إذا كان الكوكب عمره مليارات السنين وفي فترة ما بين الجليديات ، فقد تكون أشكال الحياة الأكثر تعقيدًا قد تطورت وتجوب الأرض.
يواصل روبنسون وراينهارد النظر في التطورات المستقبلية التي ستساعد في اكتشاف "نقاط زرقاء شاحبة". وتشمل هذه التلسكوبات من الجيل التالي مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) - المقرر نشره في عام 2020 - و تلسكوب المسح بالأشعة تحت الحمراء واسع المجال (WFIRST) ، وهو قيد التطوير حاليًا. تشمل التقنيات الأخرى مفاهيم مثل Starshade ، والتي تهدف إلى القضاء على وهج النجوم بحيث يمكن تصوير الكواكب الخارجية مباشرة.
قال روبنسون: "إن اكتشاف نقاط زرقاء شاحبة حقيقية - عوالم أرضية مغطاة بالمياه في المنطقة الصالحة للسكن من النجوم الشبيهة بالشمس - سيتطلب تقدمًا في قدرتنا على" تصوير الكواكب الخارجية مباشرة ". "هنا ، تستخدم إما البصريات داخل التلسكوب أو" ستار شادي "مستقبليًا يرن خارج التلسكوب لإلغاء ضوء النجم الساطع مما يتيح لك رؤية كوكب باهت يدور حول ذلك النجم. يعمل عدد من المجموعات البحثية المختلفة ، بما في ذلك بعض مراكز ناسا ، على تحسين هذه التقنيات ".
بمجرد أن يتمكن الفلكيون من تصوير الكواكب الخارجية الصخرية بشكل مباشر ، سيكونون في النهاية قادرين على دراسة الغلاف الجوي بالتفصيل ووضع قيود أكثر دقة على قابليتهم للسكن. أبعد من ذلك ، قد يأتي يوم يمكننا فيه تصوير أسطح هذه الكواكب ، إما من خلال التلسكوبات الحساسة للغاية أو بعثات المركبات الفضائية (مثل Project Starshot).
ما إذا كنا سنجد "نقطة زرقاء شاحبة" أم لا ، لا يزال يتعين رؤيته. ولكن في السنوات القادمة ، قد نحصل أخيرًا على فكرة جيدة عن مدى شيوع (أو نادر) عالمنا حقًا.
