لا شيء كما كنا نعتقد - يكشف مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية أن الكواكب العملاقة أكثر شيوعًا وتنوعًا في مجرة ​​درب التبانة مما كان يُعتقد سابقًا

تُعرَّف الكواكب الأرضية العملاقة بأنها كواكب أكبر حجمًا من الأرض وأصغر من نبتون. تقول جيسي كريستيانسن، عالمة مشروع أرشيف الكواكب الخارجية التابع لناسا وباحثة في معهد علوم الكواكب الخارجية التابع لناسا، لمجلة علم الفلك: "يشير مصطلح "الأرض العملاقة" ببساطة إلى نصف قطر الكوكب، وعادةً ما يشير إلى شيء يتراوح بين 1.5 إلى 2 ضعف نصف قطر الأرض". "من المحتمل أن يكون لها نوى صخرية، ولكن قد تحتوي أيضًا على محيطات مائية عميقة و/أو غلاف جوي سميك جدًا. هناك العديد من التركيبات المختلفة المحتملة". كان اكتشاف الكواكب الأرضية العملاقة إنجازًا رئيسيًا في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض. قبل اكتشافها، كانت معظم الكواكب الخارجية التي اكتشفها الباحثون عبارة عن كواكب غازية عملاقة، والتي يصعب دراستها لمعرفة مدى صلاحيتها للسكن. ومع ذلك، يتم الآن اكتشاف الكواكب الخارجية بشكل يومي تقريبًا، وتشير التقديرات الحالية إلى أن الكواكب العملاقة تشكل ما يقرب من ثلث جميع الكواكب الخارجية في مجرة درب التبانة.

عينة من الكواكب الأرضية العملاقة

كان الكوكب Gliese 876 d أول كوكب أرض عملاقة اكتُشف حول نجم من النسق الرئيسي عام 2005. يدور هذا الكوكب الشبيه بنبتون حول نجم قزم أحمر يقع على بُعد حوالي 15 سنة ضوئية من الأرض. بكتلة تعادل 7.5 أضعاف كتلة الأرض ونصف قطر يبلغ بضعة أضعاف نصف قطر الأرض، كان Gliese 876 dأحد أصغر الكواكب الخارجية المكتشفة في ذلك الوقت. لكن ما لفت انتباه العلماء حقًا هو وقوع الكوكب في المنطقة الصالحة للحياة حول نجمه، حيث تكون درجات الحرارة مناسبة تمامًا لوجود الماء السائل على سطح الكوكب. في عام 2022، اكتشفت فرق تعمل على قمر ناسا الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) عددًا من الكواكب الأرضية العملاقة الأخرى الرائعة التي تدور في المناطق الصالحة للحياة حول نجومها المضيفة أيضًا. أحد هذه العوالم، TOI-1452 b، أكبر من الأرض بنسبة 70%، ويدور في مدار قريب نسبيًا من نجمه القزم الأحمر. ولكن على الرغم من قرب الكوكب من نجمه، يعتقد الباحثون أن هذا الكوكب العملاق قد يكون باردًا بما يكفي لاستضافة محيط عميق من الماء السائل - محيط قد يُشكل ما يصل إلى 30% من كتلة الكوكب. (للمعلومية، يُشكل محيط الأرض أقل من 1% من كتلة كوكبنا). علاوة على ذلك، ولأن TOI-1452 b في موقع مثالي لعمليات الرصد المستقبلية بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي، فإن هذا الكوكب العملاق يُعد هدفًا رئيسيًا لدراسات متابعة مُفصلة - مثل البحث عن أي علامات محتملة للحياة.

هل يمكن للكواكب العملاقة أن تدعم الحياة؟

على الرغم من اكتشاف علماء الفلك عددًا متزايدًا من الكواكب العملاقة التي قد تحتوي على محيطات شاسعة من الماء السائل، إلا أن البحث عن حياة على هذه العوالم ليس سهلًا كالعثور على كوكب في المنطقة الصالحة للسكن. هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تؤثر على إمكانية صلاحية الكوكب للسكن، بما في ذلك كثافة وتركيب غلافه الجوي، وقوة مجاله المغناطيسي، ونشاطه الجيولوجي. لكن أحد أبسط الاعتبارات وأهمها هو كتلة الكوكب. يُعتقد أن الكواكب العملاقة تتمتع بإمكانية أكبر للسكن من الكواكب الأصغر مثل المريخ. ولكن إذا كانت ضخمة جدًا، فقد تكون مغطاة بطبقة سميكة من الغاز، مما قد يجعل من الصعب ازدهار الحياة على سطحها. يقول كريستيانسن: "حتى الآن، كان من الصعب معرفة الكثير عن أجواء الكواكب العملاقة لأنها كواكب صغيرة نسبيًا في المخطط العام للأشياء، وبصماتها الجوية صغيرة نسبيًا". في الغالب، يبدو أن لها طيفًا جويًا مسطحًا، مما قد يعني إما وجود غلاف جوي ضئيل أو معدوم، أو غلاف جوي سميك وثقيل للغاية، كثيف لدرجة أنه لا يسمح بأي شفافية عند أي أطوال موجية من شأنها أن تُكوّن سمات طيفية. قد يكون لهذه الكواكب العملاقة غلاف جوي ضبابي أو غائم للغاية، وهو ما يمنع بدوره أي شفافية. على الرغم من صعوبة دراسة الكواكب العملاقة، إلا أن اكتشافها قد منح العلماء أملًا أكبر في أن نجد يومًا ما حياة خارج كوكبنا. يُعد البحث عن الحياة في الكون أحد أهم أسئلة عصرنا، وقد فتحت الكواكب العملاقة آفاقًا جديدة من الاحتمالات.

كيف تتشكل الكواكب الأرضية العملاقة؟

ألقت دراسة الكواكب الأرضية العملاقة الضوء أيضًا على تكوين وتطور الكواكب، بما في ذلك تلك الموجودة في نظامنا الشمسي. يعتقد علماء الفلك أن العديد من هذه الكواكب تتشكل من تراكم الصخور والجليد في المراحل الأولى من حياة النجم. ومع نمو هذه الكواكب، قد تجذب الغاز من بيئتها المحيطة، لتصبح في النهاية كواكب غازية عملاقة إذا توفرت مواد كافية. يقول كريستيانسن: "ما زلنا نتعلم كيف تتشكل الكواكب الأصغر من نبتون، أي أربعة أضعاف نصف قطر الأرض". "أحد الأمور التي تبدو بارزة في الكواكب الأرضية العملاقة هو أن بعضها ربما بدأ ككواكب أكبر بمقدار مرتين إلى مرتين ونصف ضعف نصف قطر الأرض، وفقد جزءًا من غلافه الجوي بطريقة ما، ربما لقربه الشديد من نجومه المضيفة لدرجة أن الإشعاع النجمي يُدمر الغلاف الجوي العلوي". يقول كريستيانسن إن هناك احتمالاً آخر يتمثل في أن الحرارة الداخلية المتبقية "المتبقية من تشكل الكوكب تدفعه بقوة إلى الخارج لدرجة أنها تنفث الطبقات الخارجية من الغلاف الجوي". ويضيف: "بشكل عام، نعتقد أن العملية الأولية هي نفسها - تراكم المواد في قرص كوكبي أولي (قرص دوار حول نجم من الغاز الكثيف يحيط بنجم حديث التكون) يتراكم حتى يصبح كوكبًا صخريًا - لكن هذه العملية اللاحقة تُشكل خصائص الكوكب وتطورها إلى ما نراه اليوم". يُعد اكتشاف الكواكب الأرضية العملاقة إنجازًا بالغ الأهمية لكل من العلم والبشرية. فهي توفر إمكانية وجود الماء السائل على سطحها وإمكانية صلاحيتها للسكن، مما يوفر مكانًا قد تستقر فيه الحياة.