وفقا لباحث في جامعة ييل (الولايات المتحدة الأمريكية)، في البحث عن عوالم صالحة للسكن، نحتاج إلى إفساح المجال لشرط المعتدل الثاني.

لعقود عديدة، كان يُعتقد أن العامل الرئيسي في تحديد ما إذا كان الكوكب يمكنه دعم الحياة هو بعده عن شمسه. في نظامنا الشمسي، على سبيل المثال، كوكب الزهرة قريب جدًا من الشمس، والمريخ بعيد جدًا، والأرض مناسبة تمامًا. يطلق العلماء على هذه المسافة اسم "المنطقة الصالحة للسكن" أو "منطقة المعتدل".

كان يُعتقد أيضًا أن الكواكب قادرة على تنظيم درجات حرارتها الداخلية ذاتيًا من خلال الحمل الحراري للوشاح وإزاحة الصخور تحت الأرض الناتجة عن التدفئة والتبريد الداخليين. قد يكون الكوكب باردًا جدًا أو حارًا جدًا في البداية، لكنه سيصل في النهاية إلى درجة الحرارة المناسبة.

دراسة جديدة نشرت في المجلة تقدم العلوميشير يوم 19 أغسطس 2016 إلى أن مجرد التواجد في المنطقة الصالحة للسكن لا يكفي لدعم الحياة. يجب أن يتمتع الكوكب في البداية بدرجة الحرارة الداخلية المطلوبة.

أظهرت دراسة جديدة أنه لكي تنشأ الحياة وتستمر، يجب أن يكون للكوكب درجة حرارة معينة. الائتمان: مايكل س. هيلفينباين / جامعة ييل

وقال جون كوريناجا: "إذا قمت بجمع جميع أنواع البيانات العلمية حول كيفية تطور الأرض في مليارات السنين القليلة الماضية وحاولت فهمها، فسوف ينتهي بك الأمر إلى إدراك أن الحمل الحراري في الوشاح لا يبالي بدرجة الحرارة الداخلية". مؤلف الدراسة وأستاذ الجيولوجيا والجيوفيزياء بجامعة ييل. قدم كوريناجا الجنرال الأساس النظريوهو ما يفسر درجة التنظيم الذاتي المتوقعة للحمل الحراري في الوشاح. واقترح العالم أن التنظيم الذاتي من غير المرجح أن يكون من سمات الكواكب الأرضية.

"إن الافتقار إلى آلية التنظيم الذاتي له آثار هائلة على صلاحية الكواكب للسكن. تشير الأبحاث المتعلقة بتكوين الكواكب إلى أن الكواكب الشبيهة بالأرض تتشكل من خلال تأثيرات قوية، ومن المعروف أن نتائج هذه العملية العشوائية للغاية تكون شديدة التباين.

إن تنوع الأحجام ودرجات الحرارة الداخلية لن يعيق تطور الكواكب إذا حدث التنظيم الذاتي للوشاح. إن الأشياء التي نعتبرها أمرا مفروغا منه على كوكبنا، بما في ذلك المحيطات والقارات، لم تكن لتوجد لو لم تكن درجة الحرارة الداخلية للأرض ضمن نطاق معين، وهذا يعني أن بداية تاريخ الأرض لم تكن حارة جدا أو باردة جدا.

وقد دعم معهد ناسا لعلم الأحياء الفلكية هذا البحث. كوريناجا هو باحث مشارك في فريق مشروع الأرض البديلة التابع لناسا. الفريق مشغول بالتساؤل عن كيفية محافظة الأرض على محيط حيوي ثابت طوال معظم تاريخها، وكيف يتجلى المحيط الحيوي في "البصمات الحيوية" على نطاق الكوكب، والبحث عن الحياة داخل وخارج العالم. النظام الشمسي.

انظر إلى تناثر النجوم في سماء الليل السوداء - تحتوي جميعها عوالم مذهلة، على غرار نظامنا الشمسي. ووفقا للتقديرات الأكثر تحفظا، تحتوي مجرة ​​درب التبانة على أكثر من مائة مليار كوكب، بعضها قد يكون مشابها للأرض.

معلومات جديدة عن الكواكب "الغريبة" - الكواكب الخارجية- فتح تلسكوب كيبلر الفضائي لاستكشاف الأبراج تحسبا للحظة التي يظهر فيها كوكب بعيد أمام نجمه.

تم إطلاق المرصد المداري في مايو 2009 خصيصًا للبحث عن الكواكب الخارجية، لكنه فشل بعد أربع سنوات. وبعد محاولات عديدة لإعادة التلسكوب إلى العمل، اضطرت وكالة ناسا إلى سحب المرصد من “أسطولها الفضائي” في أغسطس 2013. ومع ذلك، على مدار سنوات الملاحظات، تلقى كيبلر الكثير من البيانات الفريدة التي ستستغرق دراستها عدة سنوات أخرى. تستعد ناسا بالفعل لإطلاق خليفة كبلر، تلسكوب TESS، في عام 2017.

الأرض الفائقة في حزام المعتدل

واليوم، حدد علماء الفلك ما يقرب من 600 عالم جديد من بين 3500 عالم مرشح للحصول على لقب "كوكب خارج المجموعة الشمسية". ويعتقد أنه من بين هذه الأجرام السماوية، قد يكون 90٪ على الأقل "كواكب حقيقية"، والباقي - نجوم مزدوجة، "أقزام بنية" لم تنمو إلى حجم نجمي، ومجموعات من الكويكبات الكبيرة.

معظم الكواكب المرشحة الجديدة هي عمالقة غازية مثل كوكب المشتري أو زحل، بالإضافة إلى الكواكب الأرضية الفائقة، وهي كواكب صخرية أكبر بعدة مرات من كوكبنا.

وبطبيعة الحال، لا تقع جميع الكواكب ضمن مجال رؤية كيبلر والتلسكوبات الأخرى. ويقدر عددهم بـ 1-10% فقط.

للتأكد من تحديد هوية كوكب خارج المجموعة الشمسية، يجب تسجيله بشكل متكرر على القرص الخاص بنجمه. من الواضح أنه في أغلب الأحيان يكون موجودًا بالقرب من شمسه، لأنه بعد ذلك ستستمر سنته بضعة أيام أو أسابيع فقط من الأرض، لذلك سيتمكن علماء الفلك من تكرار الملاحظات عدة مرات.

غالبًا ما يتبين أن مثل هذه الكواكب، التي تكون على شكل كرات غازية ساخنة، هي "كواكب مشترية ساخنة"، وكل كوكب سادس منها يشبه أرضًا خارقة ملتهبة مغطاة ببحار من الحمم البركانية.

بالطبع، في ظل هذه الظروف، لا يمكن أن توجد حياة بروتينية من نوعنا، ولكن من بين مئات الأجسام غير المضيافة هناك استثناءات ممتعة. وقد تم حتى الآن التعرف على أكثر من مائة كوكب أرضي، تقع في ما يسمى بالمنطقة الصالحة للسكن، أو حزام المعتدل.

كانت هذه الشخصية الخيالية تسترشد بمبدأ "لا أكثر ولا أقل". وبالمثل، فإن الكواكب النادرة المدرجة في "منطقة الحياة" يجب أن تكون درجة حرارتها ضمن حدود وجود الماء السائل. علاوة على ذلك، فإن 24 كوكبًا من هذا العدد لها نصف قطر أقل من نصف قطر الأرض.

ومع ذلك، حتى الآن واحد فقط من هذه الكواكب لديه السمات الرئيسية لتوأم الأرض: فهو يقع في منطقة المعتدل، بالقرب من حجم الأرض، وهو جزء من نظام قزم أصفر مشابه للشمس.

في عالم الأقزام الحمراء

ومع ذلك، فإن علماء الأحياء الفلكية، الذين يبحثون باستمرار عن حياة خارج كوكب الأرض، لا يفقدون قلوبهم. معظم النجوم في مجرتنا عبارة عن أقزام صغيرة باردة حمراء اللون. وفقًا للبيانات الحديثة، تشكل الأقزام الحمراء، التي يبلغ حجمها حوالي نصف حجم الشمس وأكثر برودة منها، ما لا يقل عن ثلاثة أرباع "المجموعات النجمية" في درب التبانة.

وتدور حول هؤلاء أبناء العمومة الشمسية أنظمة مصغرة بحجم مدار عطارد، ولديهم أيضًا أحزمة المعتدل الخاصة بهم.

حتى أن علماء الفيزياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا في بيركلي قاموا بتجميع برنامج كمبيوتر خاص، TERRA، حيث تمكنوا من التعرف على عشرات التوائم الأرضية. كلهم قريبون من مناطق حياتهم حول النجوم الحمراء الصغيرة. كل هذا يزيد بشكل كبير من فرص وجود مراكز حياة خارج كوكب الأرض في مجرتنا.

في السابق، كان يُعتقد أن الأقزام الحمراء، التي توجد بالقرب منها كواكب شبيهة بالأرض، هي نجوم هادئة للغاية، ونادرا ما تحدث توهجات مصحوبة بانبعاثات البلازما على سطحها.

كما اتضح في الواقع، فإن هذه النجوم أكثر نشاطا من الشمس.

تحدث كوارث قوية باستمرار على سطحها، وتولد هبوب إعصار من "الرياح النجمية" يمكنها التغلب حتى على الدرع المغناطيسي القوي للأرض.

ومع ذلك، يمكن للعديد من توائم الأرض أن يدفعوا ثمناً باهظاً لقربهم من نجمهم. يمكن للتدفقات الإشعاعية الناتجة عن التوهجات المتكررة على سطح الأقزام الحمراء أن "تلعق" جزءًا من الغلاف الجوي للكواكب، مما يجعل هذه العوالم غير صالحة للسكن. في الوقت نفسه، يتم تعزيز خطر الانبعاثات الإكليلية من خلال حقيقة أن الغلاف الجوي الضعيف لن يحمي السطح بشكل سيء من الجزيئات المشحونة من الأشعة فوق البنفسجية الصلبة والأشعة السينية من "الرياح النجمية".

بالإضافة إلى ذلك، هناك خطر قمع الأغلفة المغناطيسية للكواكب التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن من قبل الأقوى المجال المغنطيسيالأقزام الحمراء.

الدرع المغناطيسي المكسور

لقد اشتبه علماء الفلك منذ فترة طويلة في أن العديد من الأقزام الحمراء لديها مجالات مغناطيسية قوية يمكنها بسهولة اختراق الدرع المغناطيسي المحيط بالكواكب التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة. ولإثبات ذلك، تم بناء عالم افتراضي يدور فيه كوكبنا حول نجم مماثل في مدار قريب جدًا في “منطقة الحياة”.

اتضح أن المجال المغناطيسي للقزم في كثير من الأحيان لا يؤدي إلى تشويه الغلاف المغناطيسي للأرض بشكل كبير فحسب، بل يدفعه أيضًا إلى تحت سطح الكوكب. في هذا السيناريو، في غضون بضعة ملايين من السنين فقط، لن يتبقى لدينا هواء أو ماء، وسيحترق السطح بأكمله بسبب الإشعاع الكوني.

هناك استنتاجان مثيران للاهتمام يتبعان هذا. قد يكون البحث عن الحياة في أنظمة الأقزام الحمراء عديم الجدوى تماما، وهذا تفسير آخر لـ”الصمت الكبير للكون”.

ومع ذلك، ربما لا نستطيع اكتشاف كائنات ذكية خارج كوكب الأرض لأن كوكبنا ولد مبكرًا جدًا...

من يستطيع العيش على الكواكب الخارجية البعيدة؟ هل يمكن أن يكون هناك مثل هذه المخلوقات؟

المصير الحزين للبكر

وبتحليل البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام تلسكوبات كيبلر وهابل، اكتشف علماء الفلك أن عملية تكوين النجوم في درب التبانة قد تباطأت بشكل ملحوظ. ويرجع ذلك إلى النقص المتزايد مواد البناءعلى شكل سحب من الغبار والغاز.

ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير من المواد المتبقية في مجرتنا لولادة النجوم وأنظمة الكواكب. علاوة على ذلك، في غضون بضعة مليارات من السنين، ستصطدم جزيرتنا النجمية بمجرة أندروميدا العملاقة، مما سيؤدي إلى زيادة هائلة في تكوين النجوم.

على هذه الخلفية من التطور المستقبلي للمجرة، تم الإعلان مؤخرًا عن أخبار مثيرة مفادها أنه قبل أربعة مليارات سنة، أثناء ظهور النظام الشمسي، لم يكن هناك سوى عُشر الكواكب التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن.

بالنظر إلى أن ولادة أبسط الكائنات الحية الدقيقة على كوكبنا استغرق عدة مئات من ملايين السنين، وعدة مليارات أخرى من السنين لتشكل أشكال الحياة المتطورة، هناك احتمال كبير بأن الكائنات الفضائية الذكية لن تظهر إلا بعد انقراض الشمس.

ربما هنا يكمن الجواب على مفارقة فيرمي المثيرة للاهتمام، والتي صاغها ذات يوم عالم فيزياء بارز: أين هؤلاء الفضائيون؟ أم أنه من المنطقي البحث عن إجابات على كوكبنا؟

المتطرفون على الأرض وفي الفضاء

كلما اقتنعنا بتفرد مكاننا في الكون، كلما زاد السؤال الذي يطرح نفسه: هل يمكن أن توجد الحياة وتتطور في عوالم مختلفة تماما عن عالمنا؟

الجواب على هذا السؤال يأتي من وجود كائنات حية مذهلة على كوكبنا - الكائنات المتطرفة. لقد حصلوا على اسمهم لقدرتهم على البقاء في درجات الحرارة القصوى والبيئات السامة وحتى الفضاء الخالي من الهواء. لقد وجد علماء الأحياء البحرية كائنات مماثلة في السخانات تحت الأرض - "مدخنو البحر".

وهناك تزدهر تحت ضغط هائل وفي غياب الأكسجين على حافة الفتحات البركانية الساخنة. تم العثور على "زملائهم" في البحيرات الجبلية المالحة والصحاري الساخنة والخزانات تحت الجليدية في القارة القطبية الجنوبية. حتى أن هناك كائنات حية دقيقة "بطيئات المشية" يمكنها البقاء على قيد الحياة في فراغ الفضاء. وتبين أنه حتى في البيئة الإشعاعية القريبة من الأقزام الحمراء، يمكن أن تنشأ بعض "الميكروبات المتطرفة".

بحيرة حمضية تقع في يلوستون. لوحة حمراء - بكتيريا اسيدوفيلوس

بطيئات المشية قادرة على الوجود في فراغ الفضاء

أكاديمي البيولوجيا التطوريةيعتقد أن الحياة على الأرض نشأت من التفاعلات الكيميائيةفي "مسطح مائي ضحل دافئ" تتخلله تيارات من الأشعة فوق البنفسجية والأوزون من "العواصف الرعدية" المستعرة. ومن ناحية أخرى، يعرف علماء الأحياء الفلكية أن "اللبنات الأساسية" الكيميائية للحياة موجودة في عوالم أخرى. على سبيل المثال، تمت ملاحظتها في سدم الغاز والغبار وأنظمة الأقمار الصناعية لعمالقة الغاز لدينا. وهذا بالطبع لا يزال بعيدًا عن "الحياة الكاملة"، بل هو الخطوة الأولى نحوها.

تلقت النظرية "المعيارية" لأصل الحياة على الأرض مؤخرا ضربة قوية من... الجيولوجيين. وتبين أن الكائنات الحية الأولى أقدم بكثير مما كان يعتقد سابقا، وتشكلت في بيئة غير مواتية تماما من جو الميثان والصهارة المغلي المتدفقة من آلاف البراكين.

وهذا يجعل العديد من علماء الأحياء يفكرون في الفرضية القديمة للتبذر الشامل. ووفقا لها، نشأت الكائنات الحية الدقيقة الأولى في مكان آخر، على سبيل المثال، على المريخ، وجاءت إلى الأرض في قلب النيازك. ربما كان على البكتيريا القديمة أن تسافر مسافة أطول في نوى المذنبات التي وصلت من أنظمة نجمية أخرى.

لكن إذا كان الأمر كذلك، فإن مسارات «التطور الكوني» يمكن أن تقودنا إلى «إخوة بالأصل» استقوا «بذور الحياة» من نفس المصدر الذي نحن فيه...

لقد اكتشفنا مئات الكواكب الخارجية في المجرة. لكن القليل منها لديه المجموعة الصحيحة من العوامل لدعم الحياة مثل الأرض. توقعات الطقس لمعظم الكواكب الخارجية مخيبة للآمال. الشمس الحارقة والفيضانات السنوية والثلوج العميقة تجعل الحياة أكثر صعوبة بالنسبة للسكان المحليين (إن وجدت بالطبع).

الخبر السيئ هو أن كوكب الأرض هو المكان الوحيد الصالح للسكن في الكون بأكمله، على حد علمنا. كنوع، نحن مهتمون بصلاحية الكواكب الأخرى للسكن لعدد من الأسباب، السياسية والمالية والإنسانية والعلمية. نريد أن نفهم كيف يتغير مناخنا. كيف سنعيش في مناخ المستقبل وما يمكننا القيام به لوقف المد المتزايد لظاهرة الاحتباس الحراري. بعد كل شيء، في فترة قصيرة فقط سوف تُفقد الأرض السماوية بشكل ميؤوس منه.

ومن غير المرجح أن نهتم جدياً بالبحث عن مصادر الطاقة النظيفة أو إقناع السياسيين بتناول قضايا المناخ على حساب المكاسب المالية. أين سؤال أكثر إثارة للاهتمام: متى سنرى الكائنات الفضائية؟

المنطقة الصالحة للسكن، والمعروفة أيضًا باسم "منطقة المعتدل"، هي المنطقة المحيطة بالنجم حيث يسمح متوسط ​​درجة حرارة الكوكب بوجود الماء السائل الذي اعتدنا عليه. نحن نبحث عن الماء السائل ليس فقط لاستخدامه في المستقبل، ولكن أيضًا للعثور على علامة بارزة: ربما تكون هناك حياة أخرى في مكان ما. أليس هذا منطقيا؟

المشاكل خارج هذه المنطقة واضحة تمامًا. إذا كان الجو حارا جدا، فسوف تتحول البيئة إلى حمام بخار لا يطاق، أو ستبدأ في تحلل الماء إلى أكسجين وهيدروجين. ثم يتحد الأكسجين مع الكربون لتكوين ثاني أكسيد الكربون، ويهرب الهيدروجين إلى الفضاء.

يحدث هذا مع كوكب الزهرة. إذا كان الكوكب باردا جدا، فإن الماء سوف يشكل قطعا صلبة. قد تكون هناك جيوب من الماء السائل تحت القشرة الجليدية، ولكن بشكل عام ليس مكانًا لطيفًا للعيش فيه. لقد وجدنا هذا على المريخ والأقمار الصناعية للمشتري وزحل. وإذا كان بإمكانك تحديد منطقة يحتمل أن تكون صالحة للسكن بشكل تقريبي، فهذا هو المكان الذي يمكن أن يوجد فيه الماء السائل.

لسوء الحظ، تتضمن هذه المعادلة أكثر من مجرد المسافة إلى النجم وكمية الطاقة المنتجة. يلعب جو الكوكب دورًا خطيرًا. سوف تتفاجأ، لكن كوكب الزهرة والمريخ يقعان في المنطقة التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن في النظام الشمسي.

إن الغلاف الجوي لكوكب الزهرة سميك جدًا لدرجة أنه يحبس طاقة الشمس ويخلق فرنًا غير مضياف للحياة من شأنه أن يذيب أي تلميح للحياة بشكل أسرع مما يمكنك قوله "كوبين من الشاي لهذا الرجل النبيل".

أما على المريخ، فكل شيء معاكس تمامًا. ولا يستطيع الغلاف الجوي الرقيق الاحتفاظ بالحرارة على الإطلاق، وبالتالي فإن الكوكب بارد جدًا. قم بتحسين الأجواء لكلا الكوكبين - وستحصل على عوالم يمكن أن تؤوي الحياة بسهولة. ربما يمكننا جمعهم معًا وخلط الأجواء؟ نحن بحاجة إلى التفكير في الأمر.

عندما ننظر إلى عوالم أخرى في درب التبانة ونحاول أن نفهم ما إذا كانت هناك حياة هناك، فلا يكفي مجرد تقدير موقعها في منطقة المعتدل. علينا أن نعرف شكل الغلاف الجوي.

اكتشف علماء الفلك كواكب تقع في مناطق صالحة للسكن حول نجوم أخرى، لكن لا يبدو أن هذه العوالم في موقع جيد للحياة. وهي تدور حول نجوم قزمة حمراء. من حيث المبدأ، العيش في ظروف انعكاسات حمراء ليست سيئة للغاية، ولكن هناك مشكلة واحدة. تميل الأقزام الحمراء إلى التصرف بشكل سيء جدًا عندما تكون صغيرة. أنها تولد مشاعل قوية وطرد الكتلة الإكليلية. يؤدي هذا إلى مسح سطح أي كوكب يقترب كثيرًا.

صحيح أن هناك بعض الأمل. وبعد بضعة ملايين من السنين من النشاط العالي، تستقر هذه النجوم القزمة الحمراء وتبدأ في امتصاص احتياطياتها من الهيدروجين التي قد تصل إلى تريليونات السنين. إذا تمكنت الحياة من البقاء لفترة كافية في المراحل الأولى من وجود النجم، فيمكنها أن تتوقع حياة طويلة وسعيدة.

عندما تفكر في منزل جديد بين النجوم أو تحاول العثور عليه حياة جديدةفي الكون، ابحث عن الكواكب في المنطقة التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة. لكن لا تنس أن هذا مبدأ توجيهي مشروط للغاية.

توقعات الطقس لمعظم الكواكب الخارجية مخيبة للآمال. الشمس الحارقة والفيضانات السنوية والثلوج العميقة تجعل الحياة أكثر صعوبة بالنسبة للسكان المحليين.

يهتم العلماء بصلاحية الكواكب الأخرى للسكن لعدد من الأسباب السياسية والمالية والإنسانية والعلمية. إنهم يريدون أن يفهموا كيف يتغير مناخنا.

كيف سنعيش في مناخ المستقبل وما يمكننا القيام به لوقف المد المتزايد لظاهرة الاحتباس الحراري. بعد كل شيء، في فترة قصيرة فقط سوف تُفقد الأرض السماوية بشكل ميؤوس منه.

ومن غير المرجح أن نهتم جدياً بالبحث عن مصادر الطاقة النظيفة أو إقناع السياسيين بتناول قضايا المناخ على حساب المكاسب المالية. السؤال الأكثر إثارة للاهتمام هو: متى سنرى الكائنات الفضائية؟

المنطقة الصالحة للسكن، والمعروفة أيضًا باسم "منطقة المعتدل"، هي المنطقة المحيطة بالنجم حيث يسمح متوسط ​​درجة حرارة الكوكب بوجود الماء السائل الذي اعتدنا عليه. نحن نبحث عن الماء السائل ليس لاستخدامه في المستقبل فحسب، بل أيضًا للعثور على علامة بارزة: ربما تكون هناك حياة أخرى في مكان ما.

المشاكل خارج هذه المنطقة واضحة تمامًا. إذا كان الجو حارا جدا، فسوف تتحول البيئة إلى حمام بخار لا يطاق، أو ستبدأ في تحلل الماء إلى أكسجين وهيدروجين.

ثم يتحد الأكسجين مع الكربون لتكوين ثاني أكسيد الكربون، ويهرب الهيدروجين إلى الفضاء. يحدث هذا مع كوكب الزهرة.

إذا كان الكوكب باردا جدا، فإن الماء سوف يشكل قطعا صلبة. قد تكون هناك جيوب من الماء السائل تحت القشرة الجليدية، ولكن بشكل عام ليس مكانًا لطيفًا للعيش فيه.

لقد وجدنا هذا على المريخ والأقمار الصناعية للمشتري وزحل. وإذا أمكن تحديد منطقة يحتمل أن تكون صالحة للسكن بشكل تقريبي، فهي مكان يمكن أن تتواجد فيه المياه السائلة.

لسوء الحظ، تتضمن هذه المعادلة أكثر من مجرد المسافة إلى النجم وكمية الطاقة المنتجة. يلعب جو الكوكب دورًا خطيرًا.

سوف تتفاجأ، لكن كوكب الزهرة والمريخ يقعان في المنطقة التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن في النظام الشمسي. إن الغلاف الجوي لكوكب الزهرة سميك للغاية لدرجة أنه يحبس طاقة الشمس ويخلق فرنًا غير مضياف للحياة من شأنه أن يذيب أي تلميح للحياة بشكل أسرع مما يمكنك قوله "كوبين من الشاي لهذا الرجل النبيل". أما على المريخ، فكل شيء معاكس تمامًا.

ولا يستطيع الغلاف الجوي الرقيق الاحتفاظ بالحرارة على الإطلاق، وبالتالي فإن الكوكب بارد جدًا. قم بتحسين الأجواء لكلا الكوكبين وستحصل على عوالم يمكن أن تؤوي الحياة بسهولة.

ربما يمكننا جمعهم معًا وخلط الأجواء؟ نحن بحاجة إلى التفكير في الأمر. عندما ننظر إلى عوالم أخرى في درب التبانة ونحاول أن نفهم ما إذا كانت هناك حياة هناك، فلا يكفي مجرد تقدير موقعها في منطقة المعتدل.

علينا أن نعرف شكل الغلاف الجوي. اكتشف علماء الفلك كواكب تقع في مناطق صالحة للسكن حول نجوم أخرى، لكن لا يبدو أن هذه العوالم في موقع جيد للحياة.

وهي تدور حول نجوم قزمة حمراء. من حيث المبدأ، العيش في ظروف انعكاسات حمراء ليست سيئة للغاية، ولكن هناك مشكلة واحدة.

تميل الأقزام الحمراء إلى التصرف بشكل سيء للغاية عندما تكون صغيرة. أنها تولد مشاعل قوية وطرد الكتلة الإكليلية.

يؤدي هذا إلى مسح سطح أي كوكب يقترب كثيرًا. صحيح أن هناك بعض الأمل.

وبعد بضعة ملايين من السنين من النشاط العالي، تستقر هذه النجوم القزمة الحمراء وتبدأ في امتصاص احتياطياتها من الهيدروجين التي قد تصل إلى تريليونات السنين. إذا تمكنت الحياة من البقاء لفترة كافية في المراحل الأولى من وجود النجم، فيمكنها أن تتوقع حياة طويلة وسعيدة. عندما تفكر في منزل جديد بين النجوم أو تحاول العثور على حياة جديدة في الكون، ابحث عن الكواكب في المنطقة التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة.

مثال لنظام إيجاد المنطقة الصالحة للسكن حسب نوع النجوم.

في علم الفلك، منطقة صالحة للسكن, منطقة صالحة للسكن, منطقة الحياة (المنطقة الصالحة للسكن، هرتز) هي منطقة شرطية في الفضاء، تحدد من الحساب أن الظروف الموجودة على سطح تلك الموجودة فيها ستكون قريبة من الظروف الموجودة فيها، وسوف تضمن وجود الماء في الطور السائل. وبناء على ذلك، فإن مثل هذه الكواكب (أو كواكبها) ستكون مواتية لظهور حياة مشابهة لتلك الموجودة على الأرض. يكون احتمال نشوء الحياة أكبر في المنطقة الصالحة للسكن في المنطقة المجاورة ( المنطقة الصالحة للسكن حول النجمية، CHZ ) ، وتقع في المنطقة الصالحة للسكن ( المنطقة المجرية الصالحة للسكن، GHZ)، على الرغم من أن البحث في هذا الأخير لا يزال في بداياته.

تجدر الإشارة إلى أن موقع الكوكب في المنطقة الصالحة للسكن وملاءمته للحياة لا يرتبطان بالضرورة: السمة الأولى تصف الظروف في نظام الكواكب ككل، والثانية - مباشرة على سطح الجسم السماوي .

في الأدب الإنجليزي، تسمى المنطقة الصالحة للسكن أيضًا منطقة المعتدل (منطقة المعتدل). هذا العنوان هو إشارة إلى حكاية خرافية الإنجليزية المعتدل والدببة الثلاثةالمعروفة باللغة الروسية باسم "الدببة الثلاثة". في الحكاية الخيالية، يحاول Goldilocks استخدام عدة مجموعات من ثلاثة أشياء متشابهة، في كل منها يتبين أن أحد العناصر كبير جدًا (صلب، ساخن، وما إلى ذلك)، والآخر صغير جدًا (ناعم، بارد .. .) والثالث، الوسيط بينهما، يتبين أن العنصر "صحيح تمامًا". وبالمثل، لكي يكون الكوكب في المنطقة الصالحة للسكن، يجب ألا يكون بعيدًا جدًا عن النجم أو قريبًا جدًا منه، ولكن على المسافة "الصحيحة".

المنطقة الصالحة للسكن من النجم

يتم تحديد حدود المنطقة الصالحة للسكن بناءً على متطلبات وجود الماء السائل على الكواكب الموجودة فيها، حيث أنه مذيب ضروري في العديد من التفاعلات الكيميائية الحيوية.

خارج الحد الخارجي للمنطقة الصالحة للسكن، لا يتلقى الكوكب ما يكفي الإشعاع الشمسيلتعويض الفاقد من الإشعاع، وستنخفض درجة حرارته إلى ما دون درجة تجمد الماء. الكوكب الذي يقع بالقرب من النجم من الحدود الداخلية للمنطقة الصالحة للسكن سيتم تسخينه بشكل مفرط بسبب إشعاعه، مما يؤدي إلى تبخر الماء.

يتم حساب المسافة من النجم حيث تكون هذه الظاهرة ممكنة من حجم النجم ولمعانه. يتم وصف مركز المنطقة الصالحة للسكن لنجم معين بالمعادلة:

منطقة صالحة للسكن في النظام الشمسي

هناك تقديرات مختلفة لمكان امتداد المنطقة الصالحة للسكن:

منطقة المجرة الصالحة للسكن

أدت الاعتبارات القائلة بأن موقع النظام الكوكبي داخل المجرة يجب أن يؤثر على إمكانية تطور الحياة إلى مفهوم ما يسمى ب. "المنطقة المجرية الصالحة للسكن" ( غيغاهيرتزالمنطقة المجرية الصالحة للسكن ). تم تطوير هذا المفهوم في عام 1995 غييرمو جونزاليس، رغم تحديها.

المنطقة المجرية الصالحة للسكن هي، وفقًا للأفكار المتاحة حاليًا، منطقة على شكل حلقة تقع في مستوى القرص المجري. وتشير التقديرات إلى أن المنطقة الصالحة للسكن تقع في منطقة تبعد 7 إلى 9 كيلو فرسخ فلكي عن مركز المجرة، وتتوسع مع مرور الوقت وتحتوي على نجوم عمرها من 4 إلى 8 مليارات سنة. ومن بين هذه النجوم 75% أقدم من الشمس.

في عام 2008، نشرت مجموعة من العلماء عمليات محاكاة حاسوبية واسعة النطاق تشير إلى أنه، على الأقل في المجرات مثل درب التبانة، يمكن للنجوم مثل الشمس أن تهاجر لمسافات طويلة. وهذا يتناقض مع مفهوم أن بعض مناطق المجرة أكثر ملاءمة لتكوين الحياة من غيرها.

البحث عن الكواكب في المنطقة الصالحة للسكن

تعتبر الكواكب الموجودة في المناطق الصالحة للسكن مثيرة للاهتمام للغاية للعلماء الذين يبحثون عن حياة خارج كوكب الأرض ومنازل مستقبلية للبشرية.

تتضمن معادلة دريك، التي تحاول تحديد احتمالية وجود حياة ذكية خارج كوكب الأرض، متغيرًا ( ن ه) كعدد الكواكب الصالحة للسكن في الأنظمة النجمية التي تحتوي على كواكب. يساعد العثور على المعتدلات في توضيح القيم الخاصة بهذا المتغير. وقد تدعم القيم المنخفضة للغاية فرضية الأرض الفريدة، والتي تنص على أن سلسلة من الأحداث غير المتوقعة للغاية أدت إلى أصل الحياة على الأرض. يمكن للقيم العالية أن تعزز المبدأ الكوبرنيكي المتمثل في الرداءة في الموضع: وجود عدد كبير من الكواكب المعتدلة يعني أن الأرض ليست فريدة من نوعها.

يعد البحث عن كواكب بحجم الأرض في المناطق الصالحة للحياة من النجوم جزءًا أساسيًا من المهمة، والتي تستخدم (تم إطلاقها في 7 مارس 2009، بالتوقيت العالمي المنسق) لمسح وجمع خصائص الكواكب في المناطق الصالحة للسكن. اعتبارًا من أبريل 2011، تم اكتشاف 1235 كوكبًا محتملاً، منها 54 تقع في مناطق صالحة للحياة.

تم اكتشاف أول كوكب خارجي مؤكد في المنطقة الصالحة للسكن، كيبلر-22 ب، في عام 2011. اعتبارًا من 3 فبراير 2012، من المعروف أن أربعة كواكب مؤكدة بشكل موثوق تقع في المناطق الصالحة للسكن لنجومها.