عن العربي
اتصل بنا
قصص على الهواء
هل يوجد كوكب شبيه بالأرض في مجرتنا؟!
|
يوجد كوكب شبيه بالأرض في مجرتنا؟!
طرح موضوع بعنوان «الغموض في معرفة بدء الحياة» وقلت في ذاك المقال إن الحرص على اكتشاف الحياة في مكان آخر غير الأرض هو من فضول الإنسان لمعرفة الحياة أكثر وأكثر، لذلك فإن طموح الإنسان لا يقف عند الكشف عن الحياة البسيطة في المجموعة الشمسية، بل يتعداها إلى خارجها. والطموح الأكبر الكشف عن الحياة العاقلة في أجزاء أخرى من الكون. هذا ما يحتاج إلى مقال خاص في المستقبل. وهذا ما وعدنا به! هل يوجد كوكب شبيه بالأرض في مجرتنا؟ الإجابة عن هذا السؤال تأتي من مشروع اسمه مشروع كبلر أحد مشاريع وكالة ناسا NASA والمشروع عبارة عن بحث في مجرتنا عن كواكب شبيهة بالأرض. من الممكن أن يطرح السؤال لماذا الاهتمام بكواكب شبيهة بالأرض؟ الجواب بكل بساطة لأن كوكب الأرض كوكب مثالي للحياة ولو أردنا أن نكتشف الحياة في الكون لابد من الوصول إلى كوكب شبيه بالأرض إلى حد ما، وكلما كان الكوكب أقرب من مواصفات الأرض كان احتمال وجود الحياة عليه أكبر. يقدر العلماء عدد النجوم في مجرتنا بحدود 100 إلى400 بليون نجم ولو أخذنا بالعدد الأقل يكون عندنا على الأقل 100 بليون نجم ولو افترضنا أن لكل نجم كوكب واحد لكان عدد الكواكب في مجرتنا 100 بليون كوكب! من الطبيعي أن المشروع المقترح لا يمكنه من البحث عن جميع الكواكب في المجرة نظرا لبعدها ونظرا للعدد الكبير ولكن سوف يتم اختيار عدد معين في منطقة قريبة منا نسبيا. كواكب المجموعة الشمسية عرف الإنسان بعض الكواكب منذ زمن بعيد لأنها كانت قريبة من الأرض مثل المريخ أو أنها كبيرة مثل المشتري واكتملت الصورة بعد اختراع التلسكوب واكتشاف كوكب أورانس سنة 1787 وكوكب نبتون سنة 1846. تتميز المجموعة الشمسية بوجود كوكبين عملاقين المشتري وزحل حسب الصورة الواضحة والكوكب الثالث من الشمال كوكب الأرض. اكتشاف كواكب خارج المجموعة الشمسية مع التطور في علم الفلك والفيزياء والتطور التكنولوجي توجه الإنسان لاكتشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية. أخذت فكرة اكتشاف كواكب خارج المجموعة الشمسية قفزة في سنة 1995 عندما اكتشف عالمان من المرصد السويسري أول كوكب يدور حول نجم غير الشمس ويبعد عنا 55 سنة ضوئية (كل سنة ضوئية تساوي تقريبا 10 تريليونات كيلومتر!). من بعد هذا الاكتشاف توالت الاكتشافات لكواكب تدور حول نجوم مختلفة وتم إلى الآن اكتشاف حوالي 328 كوكبا! معظم الكواكب المُكتشفة خارج المجموعة الشمسية هي من الكواكب العملاقة بحجم المشتري أو أكبر وتدور بالقرب من النجم أي أن أبعادها ليست كما هي عندنا بالنسبة للمجموعة الشمسية، حيث كوكب المشتري يقع أبعد من الشمس بمراحل من بُعد هذه الكواكب من نجومها. مثل هذه النوعية من الكواكب لا شك أنها لا تبشر باحتمال وجود الحياة عليها نظرا لأن حجمها الكبير يؤدي إلى وجود جاذبية كبيرة لا تساعد على وجود الحياة كما نعرفها وثانيا قربها من النجم لا يؤدي إلى وجود الماء بالحالة السائلة وهذا شرط مهم للحياة. ومع كل هذا فإن اكتشاف كواكب كبيرة تدور حول نجم معناها وجود نظام يحوي كواكب ونجم كما هي الحال في المجموعة الشمسية. إن استخدام التلسكوبات الأرضية في اكتشاف كواكب كبيرة بحجم المشتري أو أكبر، أسهل من اكتشاف كواكب صغيرة بحجم الأرض فلو راقب أحد من بعيد مجموعتنا الشمسية لكان أسهل عليه اكتشاف المشتري من اكتشاف كوكب الأرض نظرا لصغر الأرض ولكن هذا لا يعني أن الأرض غير موجودة! من هذا يمكن القول إن اكتشاف كواكب عملاقة حول نجم يبشر باحتمال وجود كواكب أصغر ولكن نحتاج إلى تقنية أدق للكشف عن مثل هذه الكواكب. لقد تم رصد 1000 نجم للبحث عن الكواكب في الوقت الراهن، وتبين أن ما نسبته 5% من هذه النجوم يدور بالقرب منها كواكب بحجم المشتري أو أكبر. إن هم العلماء هو البحث عن كوكب شبيه بالأرض لأن الكوكب الذي نتوقع عليه الحياة يجب أن تتوافر فيه شروط كثيرة، مثل المتوافرة الآن في الأرض بشكل عام. يُعتقد أن كتلة الكواكب التي تقع بين كتلة الأرض تصل إلى10 أمثال كتلة الأرض كواكب صخرية (أي أن لها أرضية صلبة)، بينما التي أكبر من 10 أضعاف كتلة الأرض فإن الاحتمال أن يكون الكوكب من النوع الغازي كما هي حال كوكب المشتري. لماذا البحث عن كوكب شبيه بالأرض؟ تتميز الأرض بأنها تحوي جميع شروط الحياة، وبالتالي فإن البحث عن كوكب آخر يحتمل أن تكون عليه حياة لابد أن تكون لديه مواصفات الأرض ومنها: 1- درجة حرارة الأرض. درجة الحرارة المناسبة للكائنات الحية بشكل عام، وأحد العوامل التي تحدد الحرارة على الأرض هي المسافة بينها وبين الشمس. إن الجزيئات ذات الأساس الكربوني يمكن أن تبقى حية بين حدين هما (- 20) و(120) والأرض الكوكب الوحيد الذي له درجة حرارة وسطية بين هذين الحدين. عندما يفكر شخص في الكون ككل مستعرضاً ضيق مجال درجات الحرارة فتلك مهمة صعبة جداً، لأن الحرارة في الكون تتراوح بين بلايين الدرجات في أسخن النجوم إلى حوالي -270 درجة، وفي مثل ذلك المجال الواسع لدرجات الحرارة يكون الفاصل الحراري الذي يسمح للحياة بأن توجد هو ضئيل جداً بالفعل، لكن كوكب الأرض له هذا الفاصل. 2- حجم الأرض. حجم الأرض هو الحجم المناسب جداً فهي ليست صغيرة جداً فتخسر جوها لكون جاذبيتها صغيرة فلا تستطيع منع هروب الغازات منها إلى الفضاء وهي ليست كبيرة بالقدر الذي يجعل جاذبيتها تزداد كثيراً فتحتفظ بجو غازي بما فيها من غازات ضارة. 3- التلاؤم الجوي - الغلاف الجوي للأرض يتكون من 77% نيتروجين و21% أكسجين، والأكسجين غاز مهم للحياة لأنه يدخل في معظم التفاعلات الكيميائية التي تتطلبها مختلف أشكال الحياة. النباتات تطلق ملايين الأطنان من الأكسجين في الجو في كل يوم، والتوازن الموجود بين الأحياء دقيق جدا لحفظ هذه النسبة ومن دون وجود تعاون وتوازن بين المجموعتين المختلفتين من الأشياء الحية لا يمكن للحياة أن تستمر. 4- المجال المغناطيسي. للمجال المغناطيسي أهمية كبيرة للحياة وينشأ هذا المجال المغناطيسي لوجود الحديد والنيكل في جوف الأرض ويمتد هذا المجال بعيداً ليحمي الأرض من تأثيرات الأشعة الضارة على الحياة والقادمة من الفضاء الخارجي، فهناك ما يسمى بحزام (فان آلن) عبارة عن خطوط مغناطيسية تمتد في الفضاء لمسافة آلاف الكيلومترات لتحمي الأرض ومن عليها من هذه الأشعة القاتلة. اكتشافات مشجعة قبل البدء بمشروع كبلر أعلنت وكالة الفضاء الأوربية قيام فريق من العلماء من سويسرا والبرتغال وفرنسا وباستخدام التلسكوب الأرضي الموجود في تشيلي باكتشاف أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية بعد أبحاث دامت مدة 3 سنوات. يقع هذا الكوكب على بعد 20 سنة ضوئية ويقدر حجمه بأنه أكبر من الأرض بـ 5ر1 مرة وكتلته تساوي 5 أضعاف كتلة الأرض ويدور حول النجم التابع له في 13 يوماً وبعده عن نجمه أقرب بـ 14 مرة من بُعد الأرض عن الشمس. النجم الذي يتبعه الكوكب المُكتشف من النوع القزم الأحمر، أي أنه ذات حرارة أقل من شمسنا. لقد تم تقدير درجة حرارة سطح الكوكب ما بين 0 إلى 45 درجة سيليزية وهذه الدرجة تسمح بوجود الماء بشكله السائل على سطحه. مشروع كبلر اختارت وكالة ناسا في سنة 2001 مشروع كبلر مع مشروع آخر من ضمن 26 مشروعا من مشاريع اكتشافات الفضاء. سمي المشروع باسم الفلكي يوهانس كبلر (1571-1630) Johannes Kepler تقديرا لإسهاماته الكثيرة في الفلك. كلفة المشروع حوالي 300 مليون دولار ويستغرق 4 سنوات. الهدف من المشروع الكشف عن كواكب شبيهة بالأرض في منطقة صغيرة من مجرتنا للوصول للكشف عن الحياة في الكون ستكون الدراسة على حوالي 100000 نجمة قريبة منا نسبيا. إن البحث عن الكواكب خارج المجموعة الشمسية أدت إلى إكتشافات مثيرة وهي المرة الأولى التي يكتشف الإنسان كواكب خارج المجموعة الشمسية ولكن الكواكب التي تم إكتشافها إلى الآن أكثرها بحجم كوكب المشتري أو أكبر بينما هذا المشروع هدفه إكتشاف كوكب كتلته قريبة من كتلة الأرض. في هذا المشروع سيتم رصد النجوم على مدار الساعة لملاحظة أي تغيير في الإضاءة لأنه في غير هذه الطريقة من الممكن أن تتم عملية الإنتقال للكوكب ويفلت من الملاحظة. مشروع كبلر والنجوم النجم الذي يتبعه الكوكب له أهمية في وجود الحياة على سطحه. فمثلا لو كان نجم غير الشمس بالنسبة للأرض فلم يكن للحياة أن توجد على الأرض. لذلك من ضمن البرنامج للكشف عن كوكب شبيه بالأرض سوف يمسح البحث أربعة أنواع من النجوم والتي تُصنف بالأحرف F (أكبر وألمع من شمسنا) وG من نوعية شمسنا K , M نجوم أصغر وأقل لمعانا من شمسنا. المساحة من السماء التي يرصدها المشروع تبلغ مساحة من السماء تساوي 500 ضعف المساحة التي يشغلها القمر في السماء كما نراه في العين المجردة. التلسكوب المستخدم في مشروع كبلر مرآة التلسكوب قطرها 0.95 متر ولكي يتمكن المشروع من كشف كواكب شبيهة بالأرض لابد توجد أجهزة حساسة لالتقاط كمية من الضوء تساوي جزءاً من مائة جزء في المائة وحتى نقرب الصورة تصور مرور حشرة صغيرة جدا أمام مصباح سيارة وتريد أن تكشف عن هذه الحشرة فكيف يجب أن تكون حساسية الأجهزة لتكشف عن هذه الحشرة؟ لقد زُودت بالتكنولوجيا الحديثة بحيث يتمكن العلماء من تحليل التغيرات البسيطة للضوء الواصل إلى الكاشف، ومنها يمكنهم معرفة حجم الكوكب ومدة دورانه حول نفسه وبعده عن النجم المراد كشف الكوكب القريب منه. أجهزة القياس هي أجهزة تقيس شدة الإضاءة بحساسية ودقة تصل إلى 20 جزءاً من المليون جزء. الاستعدادات لإطلاق القمر الصناعي كبلر لقد تمت الاستعدادات لإطلاق القمر الصناعي كبلر وتمت الاختبارات اللازمة مثل وضع الأجهزة في درجات حرارة عالية، والتي ستتعرض لها الأجهزة عند إطلاق الصاروخ، وكذلك وضعت الأجهزة تحت الفراغ ودرجات حرارة تصل إلى ما دون الصفر السيليزي بمراحل، وذلك للوصل إلى ما يشبه الفضاء الخارجي. كذلك يتم تسخين الطرف الذي سيقابل الشمس للتأكد من أن كل شيء يعمل كما هو مخطط له. كل هذا جزء من سلسلة اختبارات تتم قبل الإطلاق. سوف تطلق ناسا القمر الصناعي كبلر في الساعة 12 ظهرا (توقيت موقع الإطلاق في الولايات المتحدة) من يوم 10 أبريل 2009. من هم العلماء العاملون في هذا المشروع يقود فريق العمل وليم بروكي William Borucki ونائبه ديفيد كوج David Koch من وكالة ناسا بالإضافة إلى 27 عالماً من 15 مؤسسة من الولايات المتحدة والدنمارك وكندا. طريقة مشروع كبلر في الكشف عن الكواكب - الطريقة الانتقالية يعتمد كبلر الطريقة الانتقالية في اكتشاف الكواكب. الطريقة الانتقالية هي بقياس الاختلاف في الضوء الواصل من النجم التي يُرصد بسبب مرور الكوكب المراد اكتشافه. لمعرفة دقة الأجهزة في اكتشاف الكوكب تصور أن الاختلاف في الضوء هو بنسبة جزء من عشرة آلاف!! أي لو كان الضوء الصادر من مصباح يقدر بـ 100000 شمعة لابد أن تستطيع أجهزة كبلر أن تقيس فرقا في الإضاءة مقداره 1 شمعة!! أي أن تفرق بين 100000 و9999 شمعة!! بناء على هذه الفرقية البسيطة، ولكي تتمكن الأجهزة من رصد هذه الفروقات الصغيرة جداً. لماذا استخدام تلسكوب فضائي لهذا المشروع؟ إن التقلبات الجوية لا تسمح بملاحظة هذه الفروقات البسيطة، ولكن استخدام التلسكوب الفضائي هو المناسب، لأن الفضاء الخارجي بعيد عن تأثير التقلبات الجوية وبالتالي يكون التغيير في الضوء الذي يصل إلى الأجهزة ناتجا اًعن مرور الكوكب أمام النجم فقط وليس بسبب آخر. عدا عن مشاكل أخرى مثل عدم تمكن مراقبة النجم بصورة مستمرة بسبب تغير الليل والنهار فالرصد لا يمكن إلا في الليل وهذا لا يعطي استمرار الرصد. أين سيتم البحث عن الكوكب في هذا المشروع من البديهي أنه في مجرتنا وفي منطقة صغيرة جدا منها وفي منطقة قريبة من الشمس حيث توجد كما في الصورة المرافقة. ما المتوقع من المشروع المتوقع أن يكتشف المشروع أولا الكواكب القريبة من النجم والكبيرة، ولكن مع مرور الزمن يمكن الانتقال إلى المرحلة التالية للكشف عن الكواكب الأصغر والوصول إلى الكواكب الشبيهة بالأرض أو حتى الأصغر من ذلك. يتوقع المصممون للمشروع أن يكتشف المشروع حوالي 50 كوكباً بحجم الأرض، وذلك على فرض أن النجوم يدور حولها كواكب بحجم الأرض. مثل هذه الاكتشافات ستكون الدليل على أن كواكب بحجم الأرض منتشرة في مجرتنا ولكن لو لم يتم اكتشاف أي كوكب بحجم الأرض فمن الممكن القول إن إحتمال وجود كوكب مثل الأرض هي حالة نادرة. لذلك يجب الانتظار حتى انتهاء المشروع ومن بعدها ستتوافر للعلماء صورة أوضح عن الموضوع مما عليه الآن. بعض النتائج المتوقعة من المشروع (عدد الكواكب بالتقريب) 50 كوكباً كتلتها قريبة من كوكب الأرض 185 كوكباً كتلتها 2.2 من كوكب الأرض 640 كوكباً كتلتها 10 من كوكب الأرض المستقبل لا يمكن الإعلان عن نتائج مشروع كبلر إلا بعد مرور أربع سنوات لتكتمل الصورة. هناك مشاريع ستأتي بعد مشروع كبلر تعتمد على طريقة مباشرة للكشف عن الكوكب لأنها ستعمد إلى حجب ضوء النجم! بهذه الطريقة يمكن الكشف عن كواكب تبعد عنا 50 سنة ضوئية!! وهذا تطور تكنولوجي راقٍ جدا وعالي الدقة ومن المقرر أن تكون هذه المشاريع في السنوات 2015 - 2020.
|
|
)
)
