يعود نظام TRAPPIST-1d إلى الواجهة الإعلامية مجدداً: تشير أحدث رصدات تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى أن هذا الكوكب الصخري لا يُظهر أي علامات على وجود غلاف غازي مماثل لغلاف الأرض . هذا الاكتشاف، المنشور في مجلة الفيزياء الفلكية ، يقلل من احتمالية وجود ماء سائل على سطح هذا الكوكب المعتدل المرشح.
بعيدًا عن كونه واحة هادئة، تشير البيانات إلى كوكب يتعرض لإشعاع مكثف وتغيرات ملحوظة في درجة الحرارة، نتيجة دورانه بالقرب من قزم أحمر نشط للغاية . وبناءً على ذلك، يعيد علماء الفلك ضبط بحثهم عن أغلفة جوية مستقرة في أنظمة مماثلة.
ماذا وجد جيمس ويب على TRAPPIST-1؟
باستخدام مطياف الأشعة تحت الحمراء القريبة NIRSpec ، قام تلسكوب جيمس ويب الفضائي بتحليل الضوء أثناء عبور الكوكب، ولم يرصد أي دليل على وجود جزيئات رئيسية مثل الماء (H₂O) أو الميثان (CH₄) أو ثاني أكسيد الكربون (CO₂). يشير غياب هذه المؤشرات إلى أنه في حال وجود غلاف جوي، فسيكون رقيقًا جدًا أو يصعب رصده بالتقنيات الحالية.
يقترح الفريق بقيادة كارولين بيوليه-غورايب (جامعة شيكاغو ومعهد أبحاث الفضاء بجامعة مونتريال) عدة سيناريوهات: غلاف جوي رقيق للغاية مشابه لغلاف المريخ الجوي، أو طبقة من السحب العالية المعتمة كغلاف الزهرة التي من شأنها حجب الإشارات، أو ببساطة عالم خالٍ من الهواء مكشوف للفضاء. على أي حال، يُستبعد هذا الكوكب من قائمة الكواكب التي يُحتمل أن تكون شبيهة بالأرض.
بحسب مؤلفين مشاركين مثل بيورن بينيك ، يُمثل هذا العمل تقدماً ملحوظاً في دقة دراسة أغلفة الكواكب الصغيرة الباردة بمستوى تفصيلي غير مسبوق. وتُمهد المنهجية وجودة البيانات الطريق لتحليل أكثر تعمقاً ودقة للكواكب الأخرى في النظام.
نظام مدمج تحت نجم نشط
يقع نظام TRAPPIST-1 على بعد حوالي 40 سنة ضوئية في كوكبة الدلو، ويضم سبعة كواكب صخرية بحجم الأرض تقريباً. تدور جميعها حول نجم قزم أحمر فائق البرودة ، يتميز بنشاطه الكبير رغم صغر حجمه.
يُعدّ TRAPPIST-1 d الكوكب الثالث من النجم، ويقع بالقرب من حافة المنطقة الصالحة للسكن . مداره قريب جدًا لدرجة أنه لا يُمثّل سوى 2% من المسافة بين الأرض والشمس، ويُكمل "سنة" في حوالي أربعة أيام أرضية ، مما يُعرّضه لقصف مستمر من الطاقة.
وقد استبعدت الملاحظات السابقة وجود أغلفة جوية كثيفة على عوالم قريبة، مثل TRAPPIST-1 b . ومنذ اكتشافه في عام 2017، أصبح هذا النظام الصغير مختبرًا مثاليًا لاستكشاف مدى قدرة الأغلفة الجوية للكواكب على تحمل البيئات القاسية.
لماذا من الصعب جدًا الحفاظ على الجو؟
تُصدر الأقزام الحمراء في كثير من الأحيان توهجات وإشعاعات عالية الطاقة قادرة على تآكل أغلفة الكواكب القريبة ببطء. في العوالم المدمجة والمعرضة للإشعاع بكثافة، قد يتجاوز فقدان الغازات معدل تجددها، مما يؤدي إلى ظهور أسطح جرداء.
عندما لا يوجد غلاف غازي لتخفيف درجة الحرارة وترشيح الإشعاع ، تتعرض الأرض لدرجات حرارة قصوى وظروف قاسية للغاية. وهذا يجعل وجود الماء السائل المستقر في نظام ترابيست-1د أمراً بالغ الصعوبة.
من المهم التأكيد على أن "عدم رصد" الإشارات لا يعني بالضرورة أن الكوكب خالٍ تمامًا من الغلاف الجوي؛ فقد يكون هناك غلاف جوي رقيق للغاية أو سحب عالية جدًا مخفية دون مستوى الرصد. ومع ذلك، فإن وجود غلاف جوي أرضي ، وفقًا للقياسات الحالية، أمر مستبعد للغاية.
تنتقل النظرة إلى الكواكب الخارجية
يركز الباحثون جهودهم حاليًا على أنظمة TRAPPIST-1 e و f و gyh ، التي تقع على مسافة أبعد من ثورات نجمها، مما يوفر فرصًا أفضل للاحتفاظ بأغلفتها الجوية . ويكمن التحدي الرئيسي في الجانب التقني: فبيئتها الباردة وإشاراتها الأضعف تجعل رصدها صعبًا، حتى باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي.
كما يشير رايان ماكدونالد (جامعة سانت أندروز)، فإن حالة نظام TRAPPIST-1d تُبرز تفرد الأرض ، لكن الكواكب الخارجية في هذا النظام قد تُفاجئنا بوجود علامات على وجود غازات أو ماء. وستساعد حملات الرصد القادمة في تحسين النماذج وتحديد أولويات الأهداف.
بما أن الأقزام الحمراء هي أكثر النجوم شيوعًا في المجرة، فإن تأكيد وجود أغلفة جوية مستقرة على أي من هذه العوالم سيكون له آثار هائلة على قابلية السكن في جوارنا الكوني. فإذا استطاعت الحفاظ على أغلفة جوية هنا، فبإمكانها فعل ذلك في أماكن أخرى كثيرة.
إن النتائج المتعلقة بـ TRAPPIST-1d تعيد تعريف خريطة البحث: على الرغم من أنها تشير إلى كوكب غير صالح للحياة على الأرجح ، إلا أنها توفر معلومات حاسمة حول كيفية فقدان الغلاف الجوي أو اختفائه وأين يجب تركيز الأبحاث المستقبلية للكشف عن علامات الحياة.
