يُظهر الغلاف الجوي للكوكب الخارجي K2-18b علامات وجود غازات حيوية تم التقاطها بواسطة جيمس ويب

سجل تلسكوب جيمس ويب الفضائي وجود الميثان وثاني أكسيد الكربون وآثار محتملة لكبريتيد ثنائي الميثيل في الغلاف الجوي للكوكب الخارجي K2-18b. يقع هذا الجرم السماوي على بعد 124 سنة ضوئية من النظام الشمسي، في كوكبة الأسد. تم تحديد الهوية باستخدام تقنية التحليل الطيفي العابر. تقوم هذه الطريقة بتحليل الضوء الصادر من النجم المضيف أثناء مروره عبر طبقة الغاز للكوكب أثناء الحركة المدارية. توفر البيانات المجمعة خريطة غير مسبوقة للتركيب الكيميائي للنجم.

على الأرض، ينتج إنتاج كبريتيد ثنائي الميثيل بشكل رئيسي من نشاط الكائنات الحية الدقيقة البحرية، مثل العوالق النباتية. ويشير الكشف المشترك لهذه العناصر الكيميائية إلى وجود خلل في التوازن الجوي، الأمر الذي يجذب انتباه علماء الفلك والباحثين من عدة وكالات فضائية. يدور الكوكب حول نجم قزم أحمر في المنطقة الصالحة للسكن في النظام. تسمح الظروف الحرارية لهذه المنطقة المدارية المحددة بالحفاظ على الماء السائل على السطح.

Astrônomos dizem ter encontrado o indício mais forte de vida fora do nosso sistema solar, em um planeta a 124 anos-luz da Terra chamado 'K2-18b'.

Embora ainda não tenham declarado a descoberta de vida, eles detectaram “bioassinaturas potenciais” que são normalmente produzidas… pic.twitter.com/3cvmhATRy4

— Astronomiaum (@astronomiaum) April 17, 2025

الهيكل المادي وتصنيف الجسم السماوي

تبلغ كتلة الكوكب الخارجي K2-18b حوالي تسعة أضعاف كتلة الأرض. تصنف هذه الخاصية الفيزيائية الأجرام السماوية في فئة متوسطة بين الكواكب الأرضية الفائقة والنبتونات الصغيرة. يحتوي تكوين الغلاف الجوي للكوكب على نسبة عالية من الهيدروجين والمركبات القائمة على الكربون. تختلف البيئة بشكل كبير عن الأنماط الموجودة على الكواكب الصخرية أو الكواكب الغازية العملاقة في النظام الشمسي. تشير الكثافة المحسوبة إلى منطقة داخلية معقدة وطبقية.

تشير النماذج الفلكية إلى أن K2-18b قد ينتمي إلى فئة الكواكب الحيسية. تحتوي هذه العوالم الافتراضية على محيطات عالمية شاسعة تحت غلاف جوي كثيف وغني بالهيدروجين. التفاعل المباشر بين سطح الماء والطبقة الغازية يخلق واجهة تساعد على تطوير العمليات الكيميائية المعقدة. ويحدد الضغط ودرجة الحرارة في هذه البيئات استقرار الجزيئات التي تكتشفها الأجهزة الفضائية. يمكن أن يصل عمق هذه المحيطات إلى مئات الكيلومترات.

يصدر النجم المضيف للنظام حرارة وإشعاعًا أقل من الشمس. ويعوض قرب الكوكب من القزم الأحمر هذا الفارق الحراري بالضبط. يُبقي المدار الجسم السماوي ضمن نطاق لا يتجمد فيه الماء أو يتبخر تمامًا. يدعم التوازن الديناميكي الحراري فرضية وجود محيطات دائمة. إن الدورة الهيدرولوجية في عالم بهذه النسب ستعمل بموجب قواعد فيزيائية مختلفة عن تلك المعروفة على الأرض.

كيف يعمل التحليل الطيفي العابر

تلتقط أدوات جيمس ويب الاختلافات في ضوء النجوم أثناء عبور الكواكب. إن ترشيح اللمعان بواسطة الغلاف الجوي للكوكب الخارجي يترك توقيعات كيميائية محددة في الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء. وتمتص جزيئات الميثان وثاني أكسيد الكربون أجزاء محددة من هذا الضوء. يكشف تحليل الطيف الناتج عن التركيب التفصيلي للطبقة الغازية. تتطلب العملية معايرة دقيقة لمرايا التلسكوب وأجهزة الاستشعار.

وتتجاوز حساسية أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء الموجودة في الجهاز قدرة تلسكوبات الجيل السابق، مثل هابل وسبيتزر. وتسمح هذه التقنية بتحديد المركبات بتركيزات دنيا على المسافات بين النجوم. قام علماء الفلك بمقارنة البيانات التي تم الحصول عليها في نطاقات مختلفة من الطيف لتأكيد القياسات بشكل مستقل. يؤدي تكرار الملاحظات إلى تقليل هامش الخطأ في تفسير الرسوم البيانية للامتصاص.

Leia Tambem

حفل الكرة الذهبية يحتفل بمرور 70 عامًا وينقل الجوائز إلى لندن في أكتوبر

يقوم المطورون بإنشاء تطبيقات غير عادية لشاشة Meta Ray-Ban قبل الإطلاق العام

سيكون لكسوف الشمس الكلي لعام 2027 مدة استثنائية وسيكون الأكبر في هذا القرن على الأرض

• وتعتمد هذه التقنية على المحاذاة الدقيقة بين النجم والكوكب والتلسكوب الفضائي.
• تقوم المستشعرات بقياس امتصاص الضوء في نطاقات الأشعة تحت الحمراء القريبة والمتوسطة في وقت واحد.
• يولد كل عنصر كيميائي نمطًا فريدًا لحجب الضوء في الطيف الكهرومغناطيسي.
• تشير الاختلافات في منحنى الضوء إلى كثافة السحب ودرجة حرارتها وارتفاعها.

يؤدي تقاطع البيانات النظرية مع الملاحظات العملية إلى معايرة نماذج محاكاة الغلاف الجوي في المختبر. تستخدم الفرق العلمية برامج متقدمة لعزل إشارة الكوكب الخافتة عن الضوضاء الشديدة الناتجة عن النجم. تتطلب معالجة المعلومات أشهرًا من العمل الحسابي المكثف على أجهزة الكمبيوتر العملاقة. تحدد دقة النتائج تخطيط أهداف المراقبة التالية لوكالة الفضاء.

الأصل البيولوجي أو العمليات اللاأحيائية

ويشير الوجود المتزامن للميثان وثاني أكسيد الكربون في بيئة غنية بالهيدروجين إلى حالة من عدم التوازن الكيميائي الدائم. وفي غياب عمليات الاستبدال المستمرة، فإن هذه الغازات سوف تتفاعل لتشكل مركبات أكثر استقرارا على مدى ملايين السنين. وفي المحيط الحيوي الأرضي، يحافظ النشاط البيولوجي والدورات الجيولوجية على تركيز هذه العناصر. يثير اكتشاف الكوكب الخارجي تساؤلات مباشرة حول آليات الإنتاج المحلية.

ويمثل ثنائي ميثيل كبريتيد المؤشر الأكثر إثارة للاهتمام بين المركبات التي فحصها فريق البحث. لا يحتوي الجزيء على مصادر غير حيوية واسعة النطاق معروفة على كوكبنا. ويحقق الباحثون فيما إذا كانت التفاعلات الكيميائية الضوئية التي يقودها إشعاع القزم الأحمر يمكنها تصنيع الغاز الموجود في الغلاف الجوي العلوي. كما تعد البراكين البحرية الشديدة من بين الفرضيات البديلة لتوليد المركب دون الحاجة إلى الحياة.

يتطلب استبعاد الأصول غير البيولوجية بناء نماذج جيوكيميائية محددة لعوالم هيسيان. يغير الضغط في قاع المحيطات العالمية سلوك المعادن والغازات الذائبة في الماء. يمكن للديناميكا الحرارية لهذه الأعماق أن تسهل التفاعلات التي من المستحيل حدوثها في القشرة الأرضية. يعتمد تأكيد التوقيع الحيوي على إزالة جميع التفسيرات اللاأحيائية المعقولة من خلال اختبارات صارمة.

التحقق من صحة البيانات والملاحظات المستقبلية

يتعامل المجتمع الفلكي مع الاكتشافات الأولية لمركبات الكبريت بدقة منهجية وحذر تحليلي. تظهر الإشارات الصادرة عن ثنائي ميثيل كبريتيد بشكل ضعيف في الأطياف الحالية التي يوفرها التلسكوب. يمكن للضوضاء الآلية المتأصلة في أجهزة الاستشعار عالية الحساسية أن تحاكي توقيع الجزيئات المعقدة عند ترددات معينة. يتطلب التحقق من الصحة حملات مراقبة جديدة ذات أوقات تعرض أطول بكثير.

تقوم مجموعات بحثية مستقلة مختلفة بتحليل نفس مجموعات البيانات الأولية التي قدمها جيمس ويب. إن تكرار التحليلات من قبل فرق مختلفة يضمن سلامة الاستنتاجات المنشورة في المجلات العلمية. يقوم العلماء بإعداد مقترحات لاستخدام أدوات أخرى على متن المرصد في الدراسة الجارية لـ K2-18b. سيؤدي الجمع بين أجهزة قياس الطيف المتنوعة إلى تغطية الفجوات في نطاقات الموجات التي تم فحصها بالفعل في البعثات الأولى.

يعزز الكوكب الخارجي مكانته كمختبر طبيعي ذي أولوية في مجال علم الأحياء الفلكي. تعمل القياسات المستمرة على تحسين فهم ديناميكيات الغلاف الجوي في المناطق الصالحة للحياة للأقزام الحمراء. يؤدي تطوير تقنيات جديدة لتصفية البيانات إلى تحسين القدرة على التمييز بين إشارات الكواكب الحقيقية. يمهد التقدم الآلي الطريق للتوصيف الكيميائي لعوالم أصغر وأكثر بعدًا في النظام الشمسي.