توهج شمسي عملاق
قد لا تمنع التوهجات النجمية القوية الحياة على الكواكب الخارجية ، بل يمكن أن تسهل اكتشافها
على الرغم من العنف الذي لا يمكن التنبؤ به ، إلا أن التوهجات النجمية المنبعثة من النجم المضيف للكوكب لا تمنع بالضرورة تكوين الحياة ، وفقًا لدراسة جديدة بجامعة نورث وسترن.
التوهجات النجمية المنبعثة من النجوم هي ومضات مفاجئة من الصور المغناطيسية. على الأرض ، تتسبب توهجات الشمس أحيانًا في إتلاف الأقمار الصناعية وتعطيل الاتصالات اللاسلكية. في أماكن أخرى من الكون ، تمتلك التوهجات النجمية القوية أيضًا القدرة على استنفاد وتدمير غازات الغلاف الجوي ، مثل الأوزون. بدون الأوزون ، يمكن للمستويات الضارة من الأشعة فوق البنفسجية (UV) أن تخترق الغلاف الجوي للكوكب ، وبالتالي تقلل من فرص إيواء الحياة السطحية.
من خلال الجمع بين كيمياء الغلاف الجوي ثلاثية الأبعاد ونمذجة المناخ مع بيانات التوهج المرصودة من النجوم البعيدة ، اكتشف فريق بقيادة نورث وسترن أن التوهجات النجمية يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في التطور طويل المدى للغلاف الجوي للكوكب وإمكانية السكن.
قال هوارد تشين من نورث وسترن ، المؤلف الأول للدراسة: "لقد قارنا كيمياء الغلاف الجوي للكواكب التي تعاني من توهجات متكررة مع الكواكب التي لا تعاني من توهجات. إن كيمياء الغلاف الجوي على المدى الطويل مختلفة تمامًا". "التوهجات المستمرة تدفع في الواقع تركيبة الغلاف الجوي للكوكب إلى توازن كيميائي جديد."
أضاف دانييل هورتون ، كبير مؤلفي الدراسة: "لقد وجدنا أن التوهجات النجمية قد لا تمنع وجود الحياة". "في بعض الحالات ، لا يؤدي الاشتعال إلى تآكل كل طبقة الأوزون في الغلاف الجوي. وربما لا تزال هناك فرصة للقتال في الحياة السطحية."
سيتم نشر الدراسة في 21 ديسمبر في مجلة Nature Astronomy. إنه جهد مشترك بين الباحثين في جامعة نورث وسترن ، وجامعة كولورادو في بولدر ، وجامعة شيكاغو ، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، ووكالة ناسا لعلوم نظام الكواكب الخارجية (NExSS).
أهمية اللهب
تتوهج جميع النجوم - بما في ذلك شمسنا - أو تطلق الطاقة المخزنة بشكل عشوائي. لحسن الحظ بالنسبة لأبناء الأرض ، فإن توهجات الشمس عادة ما يكون لها تأثير ضئيل على الكوكب.
قالت أليسون يونغبلود ، عالمة الفلك في جامعة كولورادو والمؤلفة المشاركة في الدراسة: "إن شمسنا عملاق لطيف". "إنها أقدم وليست نشطة مثل النجوم الأصغر . تمتلك الأرض أيضًا مجالًا مغناطيسيًا قويًا يحرف رياح الشمس المدمرة".
لسوء الحظ ، فإن معظم الكواكب الخارجية الصالحة للسكن ليست محظوظة. لكي تأوي الكواكب الحياة ، يجب أن تكون قريبة بما يكفي من نجم بحيث لا يتجمد ماءها - ولكن ليس قريبًا جدًا بحيث يتبخر الماء.
قال هورتون: "لقد درسنا الكواكب التي تدور في مناطق صالحة للسكن من النجوم القزمة M و K - وهي النجوم الأكثر شيوعًا في الكون". "المناطق الصالحة للسكن حول هذه النجوم أضيق لأن النجوم أصغر وأقل قوة من النجوم مثل شمسنا. على الجانب الآخر ، يُعتقد أن النجوم القزمية M و K لها نشاط توهج متكرر أكثر من شمسنا ، وكواكبها المغلقة مدًا من غير المحتمل أن يكون لديها مجالات مغناطيسية تساعد في تشتيت رياحها النجمية ".
أجرى تشين وهورتون سابقًا دراسة عن المتوسطات المناخية طويلة المدى للأنظمة النجمية القزمة. ومع ذلك ، تحدث التوهجات على فترات زمنية تمتد لساعات أو أيام. على الرغم من صعوبة محاكاة هذه النطاقات الزمنية القصيرة ، إلا أن دمج تأثيرات التوهجات يعد أمرًا مهمًا لتشكيل صورة أكثر اكتمالا للأغلفة الجوية للكواكب الخارجية. حقق الباحثون ذلك من خلال دمج بيانات التوهج من مسح القمر الصناعي العابر للكواكب الخارجية التابع لوكالة ناسا ، والذي تم إطلاقه في عام 2018 ، في نماذج المحاكاة الخاصة بهم.
استخدام اللهب لاكتشاف الحياة
إذا كانت هناك حياة على هذه الكواكب الخارجية القزمة M و K ، فإن العمل السابق يفترض أن التوهجات النجمية قد تجعل من السهل اكتشافها. على سبيل المثال ، يمكن أن تزيد التوهجات النجمية من وفرة الغازات التي تشير إلى الحياة (مثل ثاني أكسيد النيتروجين وأكسيد النيتروز وحمض النيتريك) من المستويات غير المحسوسة إلى المستويات القابلة للاكتشاف.
قال تشين: "يُنظر عادةً إلى أحداث الطقس في الفضاء على أنها تضر بصلاحية السكن". "لكن دراستنا تظهر من الناحية الكمية أن طقس الفضاء يمكن أن يساعدنا في الواقع في اكتشاف إشارات الغازات المهمة التي قد تدل على العمليات البيولوجية."
تضمنت هذه الدراسة باحثين من مجموعة واسعة من الخلفيات والخبرات ، بما في ذلك علماء المناخ وعلماء الكواكب الخارجية وعلماء الفلك والمنظرين والمراقبين.
قال إريك تي وولف ، عالم الكواكب في جامعة كولورادو بولدر وأحد مؤلفي الدراسة: "كان هذا المشروع نتيجة لجهود جماعية رائعة". "يسلط عملنا الضوء على فوائد الجهود متعددة التخصصات عند التحقيق في الظروف على الكواكب خارج المجموعة الشمسية."
المصدر