كيبلر، الكواكب الخارجية، المنطقة الصالحة للحياة، والكثير من الأشياء الأخرى التي تدل على العوالم الفضائية خارج مجموعتنا الشمسية، ما هي؟ وكيف يجدها الفلكيون؟ من هو كيبلر؟ سوف نُجيب عن هذا وأكثر في هذا المقال عن: «العوالم الفضائية».
من هو كيبلر؟
حسنًا، لا يُمكن أن نتحدث عن مُهمة كيبلر قبل أن نتحدث عن كيبلر ذاته.
(يوهانس كيبلر-Johannes Kepler) هو عالم فلكي ورياضي ألماني وُلد عام 1571 ميلاديًا، كان فقيرًا لكنه استحق منحة دراسية لجامعة (University Of Tübingen).
كان كيبلر أول من يشرح حركة الكواكب بطريقة صحيحة، بذلك يُصبح مؤسس عِلم الميكانيكا السماوية، وأول من صاغ القوانين الطبيعية في العِلم الحديث.
ألف أيضًا كتاب (Astronomia Pars Optica) الذي منحه لقب مؤسس عِلم البصريات الحديث، وقد شرح فيه:
• طريقة تكوُّن الصور عن طريق الكاميرا ذات الثُقب.
• تكوُّن الرؤية في العين عن طريق انكسار الضوء.
• وضع تصميم النظارات الطبية للمُصابين بقصر وطول النظر.
• شرح طريقة عمل العينين معًا لإدراك العُمق البصري.
كان أيضًا أول من شرح طريقة عمل التيليسكوبات في كتابه (Dioptrice)، وكتابه (Harmonices Mundi) هو ما أدى لسير إسحاق نيوتن أن يكتشف قوانين الجاذبية وليست التفاحة.
حسنًا، هذا هو يوهانس كيبلر، إذًا، ما هي مهمة كيبلر؟
مهمة كيبلر الفضائية[2]:
كيبلر هو مرصد فضائي تم إطلاقه من قِبل وكالة الفضاء الأمريكية (NASA) في السابع من مارس عام 2007 ميلاديًا لاستكشاف الكواكب المُشابهة للأرض التي تدور حول النجوم الأخرى.
مهمة كيبلر هي جزء من برنامج NASA الاستكشافي المنُخفض الكلفة. كان المُخطط لهذه المُهمة أن تدوم لـ3.5 سنوات، لكنها مستمرة في العمل حتى يومنا هذا.
هذه المُهمة هدفها استكشاف العوالم الأخرى التي تدور حول النجوم البعيدة في المنطقة الصالحة للحياة لدراسة هذه الكواكب واحتمالية وجود الحياة عليها.
لكن، ما هي المنطقة الصالحة للحياة؟
المنطقة الصالحة للحياة[3]:
هي منطقة مدارية حول النجم المُضيف حيث تسمح درجة الحرارة المتوسطة للكوكب بأن يكون عليه مياه في حالته السائلة.
إن كان الكوكب أقرب من هذا المدار فإنه سيكون ساخن جدًا، وستنفصل جزيئات الهيدروجين عن الأوكسجين، ويتحد الأوكسجين مع الكربون مكونًا ثاني أكسيد الكربون، وهذا ما يحدث مع الزُهرة.
إن كان أبعد عن هذه المنطقة، فإنه سيكون كوكبٍ بارد جليدي وإن وُجدت عليه المياه سوف تكون متجمدة، لكنه يوجد
احتمال أن تكون هناك مياه سائلة تحت سطحه، لكنه لا يزال مكان سيء لتواجد الحياة.
للأسف، ليست هذه عملية قياس بُعد الكوكب عن النجم فقط، فالغلاف الجوي للكوكب يَهُم بشدة، حيث يُعتبرا المريخ والزُهرة يقعان في المنطقة الصالحة للحياة حول الشمس.
غلاف الزهرة الجوي سميك للغاية بسبب كثافة غاز ثاني أكسيد الكربون ويحتفظ بكُل الطاقة القادمة من الشمس ويخلق جوًا جحيميًا بهِ حرارات مرتفعةٍ للغاية، وهذا ما سيحدث مع الأرض إن لم نوقف انبعاثات غاز ثاني أكسيد الكربون.
على عكس المريخ، حيث غلاف المريخ الجوي رقيق للغاية وبذلك لا يحتفظ بأي حرارةٍ على الإطلاق، لذلك الكوكب بارد دائمًا.
إذًا، كيف يجد الفلكيون الكواكب الخارجية الواقعة بها؟
رصد الكواكب الخارجية[4][5]:
يمتلك الفلكيون عدة طُرق لإيجاد هذه الكواكب الخارجية منها:
• طريقة تسمى (Radial Velocity Method)، لكُل جسمٍ في الكون لهُ جاذبيته الخاصة، أنا وأنت والكواكب والنجوم والمجرات وكُل شيء، وحين يدور جسمين كبيرين كفاية قريبًا من بعضهما البعض، فهما يتأثران بجاذبية بعضهما البعض وكُل منهما يجذب الآخر نحوه حسب قوة مجال جاذبيتهما، يرصد الفلكيون التغييرات الطفيفة التي تحدث للنجم أثناء دورانه في مداره بفعل الجاذبية، في هذه الحالة سيكون هذا التأثير ناتج عن جاذبية كوكب يدور حول هذا النجم.
• طريقة ثانية تسمى (Gravitational Micro-lensing)، تستطيع الأجسام الكبيرة جعل الضوء أن ينحرف عن مساره عن طريق جاذبيته طبقًا للنسبية العامة لأينشتاين. يستخدم العلماء هذه الطريقة عن طريق انتظار أن يعبر نجمٌ في السماء أمام الآخر، فيعمل النجم العابر كعدسة ضوئية تجعل الضوء والسطوع القادمين من النجم البعيد أشد لعدة ساعات، إذا كان هُناك أي كواكب تدور حول النجم البعيد، فإنه سيسطع في خفوت شديد لكنه ملحوظ لدى الفلكيين.
• هُناك أيضًا طريقة ثالثة وهي الأكثر شيوعًا ونجاحًا على الإطلاق في رصد الكواكب الخارجية، تُسمى (Transit Method)، حين يعبر جسمٍ ما أمام مصدرٍ للضوء، فإنه يحجب جزءًا منهُ، كذلك حين يعبر كوكبٍ ما أمام نجمه المُضيف، فهو يحجب جزءًا بسيطًا من ضوئه، ويرصد تلسكوب كيبلر هذا التغير الطفيف في لمعان النجم.
هذه هي الطُرق التي يستخدمها العُلماء ومرصد كيبلر لإيجاد الكواكب الخارجية، فما الذي وجدوه حتى الأن؟
الكواكب الخارجية:
رصد عُلماء الفلك حوالي 2000 كوكب خارجي [6] حتى الأن، وبنهاية عام 2015، يكون الفضل لمرصد كيبلر الفضائي في رصد وتوثيق أكتر من 1000 كوكبٍ خارجي يشبه الأرض ويوجد في المنطقة الصالحة للحياة.[7]
دعونا نتعرف على قليلٍ من هذه الكواكب التي تم رصدها:
• (كيبلر 186f-Kepler 186f)[8]:
هو أول كوكب يشبه الأرض تم اكتشافه على الإطلاق ويدور في المنطقة الصالحة للحياة حول نجمه المُضيف. هذا الكوكب يبعُد عنّا حوالي 490 سنةٍ ضوئية وهو على الأغلب صخري.
• (جليسي 667Cc-Gliese 667Cc)[8]:
هو كوكب يُصنف على انه (أرضٌ خارقة-Super Earth)، إنه قريبٌ مننا، حيثُ يبعُد عننا حوالي 22 سنة ضوئية، ويقع في كوكبة العقرب. يكمل دورته حوله نجمه المُضيف كُل 28 يوم. نجمه المضيف هو في الحقيقة جُزء من نظام نجمي ثلاثي، ونوعه قزمٌ من النوع M في جدول تصنيف النجوم.
• (كيبلر 22b-Kepler 22b)[8]:
هو كوكب يشبه الأرض، لكنه أكبر منها بحوالي 2.5 مرة، ويدور حول نجمٍ يُشبه شمسنا. تبلغ درجة حرارة سطحه حوالي 22 درجة مئوية. يبعُد عننا حوالي 600 سنة ضوئية، ويقع في كوكبة الدجاجة.
• (HD 40307g)[8]:
هو كوكبٌ آخر من نوع (الأرض الخارقة) يقع في المنطقة الصالحة للحياة حول نجمه، يقع في كوكبة المرسمة على بُعد حوالي 42 سنةٍ ضوئيةٍ مننا. إنه قريب للغاية حيث سوف يكون بمقدار التلسكوبات المستقبلية رؤية سطحه.
• (تاوي سيتي f-Tau Ceti f)[8]:
هو كوكبٌ أكبر من الأرض بحوالي 6.5 مرة، يدور على حافة المنطقة الصالحة للحياة حول نجمه، يعتقد العُلماء أنه قد يكون مُضيفًا للحياة، حيث غلافه الجوي يحتفظ بقدرٍ كافي من الحرارة.
• (وولف 1061c-Wolf 1061c)[9]:
هو أقرب كوكب يقع في المنطقة الصالحة للحياة، يبعُد عننا حوالي 14 سنةٍ ضوئيةٍ فقط، يدور هذا الكوكب حول قزمٍ أحمر من النوع M في كوكبة الحواء. تبلغ كتلته حوالي 4.3 أضعاف كُتلة الأرض، يكُمل دورته حول نجمه –العام- كُل 18 يومًا، ويبعُد عن نجمه حوالي 10% من بُعد الأرض عن الشمس. في مجموعتنا الشمسية، سيكون هذا الكوكب حارًا جدًا على وجود الحياة، ولكن بسبب أن النجم Wolf 1061 –النجم المُضيف- أخفت من الشمس، حيث تبلغ درجة حرارته حوالي 3300 كيلفن بينما الشمس حوالي 5800 كيلفن، مما يجعل درجة حرارة سطحه مُناسبة لوجود الحياة.
من يعلم، ربما الفضائيون الذي عليه جالسون الأن في غرفتهم يُشاهدون الأن برامجنا التليفزيونية التي نُذيعها منذ حوالي نصف قرن في الفضاء.
إعداد: Ahmed M. Gawish
مراجعة: Mohamed S. EL-Barbary
تصميم: Ahmaad M. Hanafi
____________________________________________________________________________________________
References
[1].Kepler: Johannes Kepler-NASA [Internet]. [Cited 25 March, 2016]. Available From: http://sc.egyres.com/XDt66
[2].Universe: Kepler Mission-BBC [Internet]. [Cited 28 March 28, 2016]. Available From: http://sc.egyres.com/QQmE3
[3].What is Habitable Zone?-Universe Today [Internet]. [Cited 28 March, 2016]. Available From: http://sc.egyres.com/cMPVy
[4].How Do Astronomers Find Exoplanets?-Scientific American [Internet]. [Cited 28 March, 2016]. Available From: http://sc.egyres.com/tdj0p
[5].How Do Astronomers Find Other Planets?-Universe Today [Internet]. [Cited 28 March, 2016]. Available From: http://sc.egyres.com/8fYyt
[6].Exoplanets: Worlds Beyond Our Solar System-Space [Internet]. [Cited 28 March, 2016]. Available From: http://sc.egyres.com/gCdGl
[7].How Many Exoplanets Has Kepler Discovered?-NASA [Internet]. [Cited 28 March, 2016]. Available From: http://sc.egyres.com/k65pg
[8].10 Exoplanets That Could Host Alien Life-Space [Internet]. [Cited March 26, 2016]. Available From: http://sc.egyres.com/nQuHd
[9].Astronomers Discover Closest Potentially Habitable Planet: Wolf 1061c-Science Alert [Internet]. [Cited 28 March, 2016]. Available From: http://sc.egyres.com/9BWWb
