كشف البحث عن كوكب خارج المجموعة الشمسية عن بعض الأشياء المثيرة للاهتمام حول عالمنا. بالإضافة إلى العديد من عمالقة الغاز و "Super-Jupiters" التي تم اكتشافها بواسطة مهمة مثل Kepler ، كان هناك أيضًا العديد من مرشحات الكواكب الخارجية التي يمكن مقارنتها بالحجم والهيكل مع الأرض. ولكن في حين أن هذه الأجسام قد تكون أرضية (أي تتكون من معادن ومواد صخرية) ، فإن هذا لا يعني أنها "تشبه الأرض".
على سبيل المثال ، أي نوع من المعادن يدخل في كوكب صخري؟ وماذا يمكن أن تعني هذه التركيبات الخاصة للنشاط الجيولوجي للكوكب ، الذي هو جوهري لتطور الكواكب؟ وفقًا لدراسة جديدة أعدها فريق من علماء الفلك والجيوفيزيائيين ، يعتمد تكوين كوكب خارجي على التركيب الكيميائي لنجمه - والذي يمكن أن يكون له آثار خطيرة على قابليته للسكن.
تم تقديم نتائج هذه الدراسة في الاجتماع الـ 229 للجمعية الفلكية الأمريكية (AAS) ، الذي سيعقد في الفترة من 3 يناير إلى 7 يناير. خلال محاضرة بعد الظهر - تحت عنوان "بين صخرة ومكان صعب: هل يمكن أن تكون كواكب العقيق مسكونة؟" - أظهرت جوانا تيسكي (عالمة الفلك من معهد كارنيجي للعلوم) كيف يمكن أن تنتج أنواع مختلفة من النجوم أنواعًا مختلفة جدًا من الكواكب.
باستخدام تجربة مرصد أباتشي بوينت لتطور المجرة (APOGEE) ، والتي تعد جزءًا من تلسكوب مسح سلون الرقمي (SDSS) في مرصد أباتشي بوينت ، قاموا بفحص المعلومات الطيفية التي تم الحصول عليها من أنظمة 90 نجمة - والتي تمت ملاحظتها أيضًا بواسطة بعثة كيبلر. هذه الأنظمة ذات أهمية خاصة للصيادين الكواكب الخارجية لأنها ثبت أنها تحتوي على كواكب صخرية.
كما أوضح تيسكي أثناء العرض التقديمي ، يمكن لهذه المعلومات أن تساعد العلماء على وضع المزيد من القيود على ما يتطلبه الأمر لكي يصبح كوكب صالحًا للسكن. وقالت: "تجمع دراستك بين الملاحظات الجديدة للنجوم ونماذج جديدة من الكواكب الداخلية". "نريد أن نفهم بشكل أفضل تنوع تركيبة وهيكل الكواكب الخارجية الصخرية الصغيرة والصغيرة - ما مدى احتمالية امتلاكها لصفائح تكتونية أو مجالات مغناطيسية؟"
بالتركيز على نظامين نجميين على وجه الخصوص - كبلر 102 و كبلر 407 - أظهر تيسك كيف أن تكوين الكوكب له علاقة كبيرة بتكوين نجمه. في حين أن كبلر 102 لديه خمسة كواكب معروفة ، كبلر 407 ، لديه كواكب مختلفة - واحدة غازية والأخرى أرضية. وعلى الرغم من أن Kepler 102 يشبه إلى حد كبير شمسنا (أقل إضاءة قليلاً) ، فإن Kepler 407 قريب من نفس الكتلة (ولكن الكثير من السيليكون).
من أجل فهم العواقب التي يمكن أن تحدثها هذه الاختلافات على تكوين الكواكب ، تحول فريق SDSS إلى فريق من الجيوفيزيائيين. بقيادة كايمان أونتربورن من جامعة ولاية أريزونا ، أدار هذا الفريق نماذج الكمبيوتر لمعرفة أنواع الكواكب التي سيحصل عليها كل نظام. كما أوضح Unterborn:
"لقد أخذنا تركيبات النجوم التي وجدها APOGEE وقمنا بنمذجة كيفية تكثيف العناصر في كواكب في نماذجنا. وجدنا أن الكوكب حول كيبلر 407 ، والذي أطلقنا عليه اسم "جانيت" ، من المرجح أن يكون غنياً بالعقيق المعدني. الكوكب حول كيبلر 102 ، الذي أطلقنا عليه اسم "الزيتون" ، ربما يكون غنيًا بالزيتون ، مثل الأرض ".
سيكون لهذا الاختلاف تأثير كبير على تكتونيات الكواكب. أولاً ، العقيق أكثر صلابة بكثير من الزيتوني ، مما يعني أن "جانيت" ستعاني أقل من تكتونيات الصفائح طويلة المدى. وهذا بدوره يعني أن العمليات التي يُعتقد أنها ضرورية للحياة على الأرض - مثل النشاط البركاني ، وإعادة تدوير الغلاف الجوي ، وتبادل المعادن بين القشرة والغطاء - ستكون أقل شيوعًا.
ويثير هذا أسئلة إضافية حول قابلية الكواكب "الشبيهة بالأرض" للسكن في أنظمة النجوم الأخرى. بالإضافة إلى كونها صخرية ولديها مجالات مغناطيسية قوية وأجواء قابلة للحياة ، يبدو أن الكواكب الخارجية تحتاج أيضًا إلى الحصول على المزيج الصحيح من المعادن من أجل دعم الحياة - الحياة كما نعرفها ، على أي حال. والأكثر من ذلك ، يساعدنا هذا النوع من الأبحاث أيضًا على فهم كيفية ظهور الحياة على الأرض في المقام الأول.
واستشرافا للمستقبل ، يأمل فريق البحث في توسيع دراستهم لتشمل جميع النجوم الـ 200،000 التي شملها المسح APOGEE لمعرفة أيها يمكن أن يستضيف الكواكب الأرضية. سيسمح ذلك لعلماء الفلك بتحديد التركيب المعدني للعوالم الصخرية ، وبالتالي مساعدتهم على تحديد الكواكب الخارجية الصخرية التي "تشبه الأرض" ، وأيها "بحجم الأرض" فقط.
