تبدو كواكب نجم بارنارد أقل ملاءمة للحياة مما كان متوقعًا

قد تكون أقرب عوالم نجم بارنارد من بين أقلها ترحيبًا في الجوار الشمسي

احتل نجم بارنارد مكانة خاصة طويلًا في علم الكواكب الخارجية. فبُعده الذي يقل عن ست سنوات ضوئية عن الأرض يجعل هذا القزم الأحمر الصغير واحدًا من أقرب الجيران النجميين إلى الشمس، ما يجعل أي كواكب تدور حوله ذات أهمية غير عادية لفهم أنواع العوالم الموجودة في الجوار. وفي السنوات الأخيرة، أكد الفلكيون وجود أربعة كواكب في هذا النظام، الأمر الذي أعاد طرح السؤال المعتاد الذي يرافق تقريبًا كل اكتشاف لكوكب خارج المجموعة الشمسية: هل يمكن أن يكون أي منها صالحًا للسكن؟

وتشير دراسة جديدة لخصتها Universe Today بقوة إلى العكس. فقد فحص باحثون من جامعة كامبريدج التركيب الكيميائي لنجم بارنارد واستخدموا ذلك التركيب النجمي لاستنتاج علم المعادن المرجح لكواكبه. وخلاصة ما توصلوا إليه صارمة: من المرجح أن الكواكب الأربعة المعروفة غير ملائمة للغاية للحياة كما نفهمها.

ولا تكمن المشكلة فقط في أن هذه الكواكب تدور حول قزم أحمر. بل إن عدة خطوط منفصلة من الأدلة تبدو مجتمعة ضدها في الوقت نفسه. فتركيبها الداخلي المستنتج لا يبشر بخير فيما يتعلق بتخزين الماء، ومداراتها تضعها قريبًا جدًا من نجمها، كما أن تعرضها الطويل للإشعاع ربما جردها من الأغلفة الجوية التي قد تكون امتلكتها يومًا ما.

يمكن للبصمة النجمية أن تكشف عن البنية الداخلية المحتملة لكوكب

لأن الفلكيين لا يستطيعون عادة أخذ عينات مباشرة من كوكب خارجي، فإنهم غالبًا ما يعودون إلى الخلف انطلاقًا من كيمياء النجم المضيف. فتنشأ النجوم والكواكب من المادة الوليدة نفسها، لذا يمكن لوفرة العناصر في النجم أن تقدم أدلة على العوالم الصخرية التي تكثفت حوله.

في نجم بارنارد، وجد الباحثون وفرة عالية بشكل غير معتاد من المغنيسيوم. وهذا مهم لأنه يشير إلى كواكب غنية بالمعادن الحاوية للمغنيسيوم، بما في ذلك البيريكلاز، أو أكسيد المغنيسيوم. وعلى الأرض، يوجد البيريكلاز في الأعماق الكبيرة تحت السطح، لكن الدراسة توحي بأنه قد يكون أكثر بروزًا بكثير في كواكب نجم بارنارد.

وتكتسب هذه النقطة أهمية لسبب واحد فوق كل الأسباب: الماء. فوفقًا للبحث الموصوف في المقال الأصلي، لا يُعد البيريكلاز جيدًا على نحو خاص في تخزين الماء. وتعتمد قابلية الأرض للسكن جزئيًا على معادن تستطيع حبس الماء في باطن الكوكب والمشاركة في دورات جيولوجية طويلة الأمد. وإذا كانت كواكب نجم بارنارد تهيمن عليها معادن أقل قدرة على فعل ذلك، فقد تكون بدأت بطرائق أقل للاحتفاظ بالماء على مدى الزمن الجيولوجي.

ولا يستبعد ذلك تلقائيًا جميع أشكال القابلية للسكن. لكنه يزيل إحدى السمات المستقرة التي تجعل الكوكب الصخري أكثر وعدًا. وبعبارة أخرى، حتى قبل النظر إلى سلوك النجم، قد تكون هذه العوالم قد تشكلت من مادة أقل ملاءمة.

مدارات قريبة جدًا من قزم أحمر مضطرب

المشكلة الكبرى الثانية هي المسافة المدارية. فالكواكب الأربعة تدور حول نجم بارنارد على مسافة لا تتجاوز نحو 1% إلى 4% من المسافة بين الأرض والشمس، وفقًا للنص الأصلي. وهذا يضعها قريبًا جدًا من نجمها المضيف.

ومن المرجح أن تعني هذه المدارات الضيقة أن الكواكب مقفلة مديًا، بحيث يواجه أحد نصفيها النجم دائمًا بينما يبقى النصف الآخر في ظلام دائم. ولا يعني القفل المدي بالضرورة نهاية القابلية للسكن بحد ذاته؛ إذ جادل بعض الباحثين بأن الأغلفة الجوية السميكة أو المحيطات قد تعيد توزيع الحرارة. لكن تلك الاحتمالات تصبح أقل فائدة بكثير إذا كان الغلاف الجوي ضعيفًا أو اختفى تمامًا.

وتشير الدراسة إلى أن الكواكب تحملت تشعيعًا لا هوادة فيه على جانبها النهاري طوال تاريخها تقريبًا. ويقدَّر عمر نجم بارنارد في التقرير بنحو 10 مليارات سنة، ما يمنح النظام فترة هائلة لتآكل الغازات الجوية بفعل الإشعاع النجمي والانفجارات النجمية. وحتى إذا كانت الكواكب تملك أغلفة جوية يومًا ما، فإن العمل الجديد يقترح أنها قد تكون احتفظت بها لنحو ملياري سنة فقط قبل فقدانها.

هذا التسلسل الزمني مهم. فمليارا سنة مدة طويلة بمقاييس البشر، لكنها في تطور الكواكب قد لا تكون كافية للحفاظ على ظروف سطح معتدلة ومستقرة من النوع الذي يأمل معظم علماء الأحياء الفلكية في العثور عليه. ومن دون غلاف جوي كبير، يصبح الحفاظ على الماء السطحي أصعب، وتتطرف تقلبات الحرارة أكثر، وتتناقص الحماية من الإشعاع بشكل حاد.

لماذا يهم ذلك أبعد من نظام قريب واحد

تشكل النتيجة تصحيحًا مفيدًا لفكرة شائعة عن الكواكب الخارجية: القرب لا يعني الوعد. فنجم بارنارد قريب، وكواكبه حقيقية، لكن القرب وحده لا يجعل العالم هدفًا جيدًا في البحث عن الحياة.

في الواقع، قد يصبح نظام نجم بارنارد دراسة حالة مهمة تشرح لماذا تعد كثير من الأنظمة المدمجة للأقزام الحمراء نظيرًا سيئًا للأرض. فالأقزام الحمراء وفيرة في المجرة، وهي أماكن نسبيًا سهلة لرصد الكواكب الصغيرة، لذلك تهيمن على كثير من فهارس الكواكب الخارجية. وهذا جعلها محورية في الاستراتيجية الرصدية. لكن إذا كانت نسبة كبيرة من كواكبها الصخرية جافة ومقيدة مديًا ومجردة من الأغلفة الجوية، فإن الأهداف الأسهل وصولًا قد لا تكون الأهداف الأكثر إثارة للاهتمام بيولوجيًا.

وتُظهر النتائج أيضًا مقدار اعتماد علم الكواكب الخارجية اليوم على دمج التخصصات. لم يعد الأمر مجرد رصد اهتزاز أو عبور وتسجيل عالم آخر في قاعدة بيانات. فالتقييمات الخاصة بالقابلية للسكن تمزج على نحو متزايد بين التحليل الطيفي النجمي وفيزياء المعادن ونمذجة هروب الغلاف الجوي والديناميكيات المدارية في صورة كوكبية أكثر اكتمالًا.

وبالنسبة للأنظمة القريبة خصوصًا، فإن هذا النهج الطبقي مفيد. وسيظل نجم بارنارد يجذب الانتباه لأنه قريب بما يكفي ليبقى هدفًا رئيسيًا لمزيد من الرصد التفصيلي. وقد تعمل الأدوات المستقبلية على تحسين كتل الكواكب، والبحث عن آثار للأغلفة الجوية، أو تقييد الظروف السطحية بشكل أفضل. لكن في الوقت الراهن، تشير كفة الأدلة الموصوفة في الدراسة الجديدة إلى نظام غني علميًا لكنه مثبط بيولوجيًا.

وهذا التمييز مهم. فالكوكب لا يحتاج إلى أن يكون صالحًا للسكن كي يكون مهمًا. وقد تساعد عوالم نجم بارنارد الباحثين على فهم ما يحدث للكواكب الصخرية الصغيرة التي تولد حول نجوم غنية بالمغنيسيوم وتبقى في مدارات ضيقة حول أقزام حمراء لمليارات السنين. وقد تكشف كيف تُفقد الأغلفة الجوية، وكيف تختلف البنى الداخلية للكواكب عن بنية الأرض، وكم مرة يتبين أن الأنظمة القريبة التي تبدو مريحة هي في الواقع قاسية.

وبهذا المعنى، يظل نجم بارنارد كنزًا ثمينًا، ولكن ليس بالطريقة التي يأملها الجمهور عادة. فبدلًا من أن يقدم أرضًا ثانية قريبة، قد يقدم شيئًا مفيدًا للعلم بالمقدار نفسه: مثالًا تفصيليًا على كيف يمكن للكواكب الصخرية أن تفشل اختبار القابلية للسكن.

تستند هذه المقالة إلى تقرير من Universe Today. اقرأ المقال الأصلي.