الحقائق الأكثر أهمية حول الكواكب الخارجية

تتواصل الأبحاث لاكتشاف معلوماتٍ جديدة عن كواكب جديدة، صغيرة وكبيرة، حارّة أو باردة. ومعها يأتي دائمًا السؤال عن احتمالية وجود حياة ما خارج كوكب الأرض.
"هل نحن وحيدون في المجرّة؟" يحلم الكتّاب منذ وقتٍ طويل بوجود عوالم أخرى غريبة في أعماق الفضاء، مرتبطة دومًا مع السؤال المخيف: هل يعقل أن كوكبنا هو الوحيد في هذا الفضاء الشاسع الذي توجد فيه حياة؟ أم أن كائنات حيّة أُخرى تعيش في مكانٍ ما في أصقاع المجرّة؟

تخيّل كثير من الكتاب منذ أقدم العصور من أمثال بلوتارخ ولوسيان وجود مخلوقات مذهلة تستوطن الأجرام السماوية الأخرى. وتشير الاحتمالات فيما يبدو إلى كوننا لسنا وحيدين في المجرّة، فلا يعقل أن هذا الكون بكليته وضخامته مع المليارات من المجرات ومن المليارات من النجوم يدور حولنا فقط؟ فمنذ عشرين عامًا ونحن نزداد تأكدًا يومًا بعد يوم أن نظامنا الشمسي ليس الوحيد بكواكبه فقط، وكلما ازداد التليسكوب تطوّرًا، بدا جليًا كم يعجّ الكون بالكواكب، لدينا حتى اليوم أكثر من 3500 كوكب خارجي موثقة بشكل مؤكّد، وأكثر من ألفي كوكب تخضع للمراقبة والمعاينة وتقبع في خانة "كواكب مرشحة" حتى يتمّ توثيقها والاعتراف بها. وقد سجل مسبار ناسا للفضاء "كيبلر" عددًا هائلًا من الاكتشافات.

تشير التقديرات بشكل تقريبي إلى أن لكل نجمين كوكبًا على الأقلّ، وبالحساب الوسطي فإنها قد تكون أكثر من ذلك، وحتى أقرب النجوم إلى الأرض والذي يحمل اسم "بروكسيما سينتاوري" أو" قنطور الأقرب" يمتلك أيضًا كوكبًا يدعى "بروكسيما سينتاوري بي" أو" قنطور الأقرب بي".

يعد هذا الكوكب أكثر ثقلًا من الكرة الأرضية، ويدور حول نجمه في مسار وثيق خلال مدّة لا تزيد على أحد عشر يومًا، ويعد هذا النجم نجمًا باردًا وصغيرًا نسبيًا، لذلك يتموضع كوكبه بشكلٍ قريبٍ حول النجم، بحيث يحافظ سطح هذا الكوكب على درجة الحرارة المناسبة يبقى عندها الماء في الحالة السائلة، وتؤكّد أحدث الاكتشافات إمكانية الحياة على ثلاثة كواكب تدور حول النجم "ترابيست 1" والذي يبعد 40 سنة ضوئية عن الكرة الأرضية.

ومضان أو تذبذب
الطريقتان الأكثر شيوعًا اليوم في إجراء البحوث عن الكواكب الغريبة، هما السرعة الشعاعية وطريقة العبور.

تعتمد طريقة السرعة الشعاعية على قياس التغيّرات الطفيفة في طول موجّة الطيف الظاهر للنجم، ومنها يتمّ معرفة ما إذا كان النجم يتحرّك وفق إيقاع منظم جيئة وذهابًا، فإذا كان النجم يتحرّك فعلًا بتردد مضبوط منظم، فهذا يعني أنه تابع لأحد الكواكب التي تجذبه بإيقاع ما.

ورغم أن الكواكب أكثر خفّة بكثير من النجوم وهذا ما يجعل مهمة الرصد والمراقبة شديدة الصعوبة، إلا أن العلماء تمكنوا بفضل تقنيات القياس من رصد أبسط تحركات النجوم حتى البعيدة منها. وبشكلٍ عام فإن هذه الطريقة تعطي نتائج أكثر دقّة، في حال أجريت على الكواكب الضخمة القريبة من نجومها.

الطريقة الثانية الشائعة في العثور على كواكب خارجية، هي مراقبة احتمال العبور، فحين يحجب كوكب ما نجمًا بشكل منتظم أثناء دورانه فإنه يغطي جزءًا من سطحه مؤقتًا، وعن طريق ذلك يمكن التوصل لمعلومات تخص الكوكب، ولكن هذه الطريقة تتطلب أن يكون الكوكب كبيرًا وقريبًا من النجم لنصل إلى معلومات أكثر دقّة، بالإضافة إلى أنه من النادر أن تمرّ الكواكب في المنطقة بين نجومها وبين الأرض، بحيث يكون الكوكب ونجمه مع الأرض على خط بصري واحد.

استطاع علماء الفلك بمساعدة تليسكوب المرصد الجنوبي الأوربي الضخم في سرو بارانال في جبال الأنديز في تشيلي التقاط صور واضحة مباشرة لبعض الكواكب من خارج المجموعة الشمسية، وأثبتوا وجود كوكب تابع لنجم CVSO 30، ووالذي يبعد عن كوكب الأرض بمسافة مقدارها 1200 سنة ضوئية، يدور هذا الكوكب حول هذا النجم بمسافة تزيد عن المسافة بين الشمس والأرض بـ 660، أي أن سنة على هذا الكوكب تعادل 27000 سنة أرضية.

تؤكّد القياسات غير المباشرة أن كوكبًا آخر تستغرق دورته إحدى عشر ساعة فقط يدور حول نفس الشمس، لكن الفروقات الكبيرة في مقدار الزمن اللازم لكلا الدورتين مازالت تحير العلماء في تباينها ، فكيف يمكن لنظام كوكبي أن ينتظم مع هذه التباينات في مدارات كواكبه حول النجم؟ لكن الباحثين لا يستبعدون فرضية حدوث اصطدام هائل في الماضي.

استطاع روّاد الفضاء التقاط صور مباشرة للكوكب الخارجي HD 131399 ، ما يميّز هذا الكوكب عن غيره هو المشهد غير المألوف لكوكب يدور حول ثلاثة شموس في آن واحد، ويعد هذا الكوكب فتيٌ جدًا بتعبير علماء الفلك، إذ أن عمره لا يتجاوز الـ 16 مليون عامًا، وأمام ذلك ليس لدى العلم سوى الانتظار والترقب فيما إذا كان سيقدّر لهذا الكوكب أن يستضيف يومًا أحد أشكال الحياة، ففي الأنظمة التي تحتوي ثلاثة شموس تحدث عادة الكثير من الاضطرابات والصدامات، ويندر أن تحافظ المدارات على ثباتها وإيقاعها.

مجموعة مختلفة من الكواكب
تندرج الكواكب التي تم التوصل إلى اكتشافها تحت تصنيفين، وهي إما كواكب شبيهة بالأرض (مع أو بدون غلاف جوي) وإليها تنتمي الكواكب الداخلية في نظامنا الشمسي من المريخ حتى عطارد، أو كواكب غازية عملاقة مثل المشتري وزحل، تم التوصل أيضًا إلى اكتشاف كواكب عظيمة شبيهة بالأرض، وهذا العظمة لا تعود لكونها تمتلك ظروفًا مثالية تدعم الحياة، وإنما تعتمد فقط على الكتلة، فكتلتها تزيد على كتلة الأرض 14 ضعفًا.

لا يعدّ إذًا نظامنا الشمسي مميزًا، أو بالأحرى لا يتعدى كونه عاديًا عند مقارنته مع الأنظمة الأُخرى، فنظامنا يتألف من بضعة كواكب صخرية وأخرى غازية تدور حول نجمٍ متوسط الحجم، بالإضافة إلى مجموعة من الكويكبات والمذنبات وكواكب صغيرة الحجم مثل بلوتو وسيرس، كل هذه الأنواع والأنماط من الأجرام السماوية يمكن للعلماء أن يثبتوا وجود مثيلاتها في المجرات والأنظمة الكونية في أعماق الفضاء البعيدة.

تشذَ بعض الكواكب الخارجية عن الأنظمة المحددة والتصنيفات التي وضعها العلماء، فكواكب المشتري الحارة مثالًا تدور في مسارات وثيقة وقريبة حول نجومها، ، ويمكن أن تصل درجة الحرارة في هذه الكواكب إلى أكثر من ألف درجة مئوية، وقد استطاعت بعض الدراسات مؤخرًا إلقاء الضوء على طبيعة المناخ على سطح أحد الكواكب الخارجية، لتكتشف أن الخطوط الطيفية للكوكب تتغير بشكل يشابه تغير سرعة الرياح والغيوم.

تعتبر مراقبة ما يسمّى بالكواكب المارقة من أكثر عمليات الرصد صعوبة، وهي كواكب تعوم في أرجاء الفضاء بعد أن طردت من نظامها الشمسي، ويمكن أن نجد الملايين منها في مجرّتنا "درب التبانة" وقد توصّل العلماء قبل بضعة سنوات من اكتشاف بعض هذا الكواكب الشريدة.

مسبار الفضاء العظيم
خلال العشرة أعوامٍ القادمة، ستنتهي عملية إنشاء المرصد الأوروبي الضخم والذي تبلغ مساحة مرآته 39 مترًا، بحيث يستطيع التقاط الأضواء أكثر من أي مسبار آخر قد سبق بنائه، كما أن المرصد مزودٌ بعدسة خاصة قابلة للتكيف والتي تستطيع تنقية وتصفية الصور الفضائية من التشويش المحيط بها وجعلها أكثر دقّة، وبذلك فإن الصور التي يلتقطها هذا المسبار ستفوق دقّتها الصور التي تم التقاطها بواسطة مسبار الفضاء هابل بما يقارب 16 ضعفًا، ما بوسعه أن يمكن العلماء من دراسة المناخ على الكواكب الغريبة الأخرى بدقة لم يسبق لها مثيل من قبل.

أحد المراصد التي صممت خصيصًا من أجل البحث عن الكواكب هو مرصد الفضاء بلاتو، والذي من المقرر إطلاقه في عام 2024، بالإضافة إلى تلسكوب جيمس ويب التابع لناسا والذي سيتم إطلاقه خلال العام 2018 والذي ينتمي إلى عائلة التلسكوبات العملاقة، وباستخدام هذه المعدات المتطورة سيتمكن العلماء لأول مرة في التاريخ من دراسة ومراقبة المناخ على الكواكب الأخرى المشابهة للأرض.

شروط الحياة
يحمل تصورنا كبشر عاديين عن الحياة طابعًا أرضيًا، لكن للعلماء رأياً آخر، فحتى نعتبر كوكبًا ما صالحًا للحياة يجب أن يوفر مركب الكربون إلى جانب الماء السائل، إذ إن وجودهما معًا يسمح بقيام التفاعلات الكيميائية المعقدة، ويعتبران معًا أساس وجود الحياة، كما نحتاج إلى عناصر أخرى كالمعادن، بناءً على ذلك يجب على كل الكواكب الصخرية أن تحتوي على الماء لفترة كافية وأن تتميز بدرجات حرارة مقبولة حتى يتم اعتبارها كواكبًا صالحة للحياة، كما أن وجود قمرٍ كبير يعد عاملًا آخر أيضًا لدعم وجود الحياة.

بالإضافة إلى ما سبق يحتاج الكوكب أو القمر إلى نجم متوسط الحجم مثل الشمس، فلن تسمح النجوم الكبيرة والثقيلة بوجود حياةٍ على الكواكب التابعة لها بسبب درجة حرارتها المرتفعة ما يؤدي إلى احتراق الغازات بسرعة كبيرة، كما أن النجوم الصغيرة تشع بشكل باهت مما يجعل إمكانية الحياة على سطح كوكب قريب منها معدومة أو صعبة، أما النجوم التي يساوي حجمها حجم شمسنا فهي مستقرة من جهة وتتمتع بعمر طويل من جهة أخرى مما يجعل (من حيث المبدأ) مساعدة لنشوء الحياة.

يجب أن يكون الكوكب أيضًا كبيرًا بما فيه الكفاية، وإلا فإن قوة الجاذبية ستكون ضعيفة وبالتالي لن تستطيع السيطرة على الغلاف الجوي للكوكب وإبقائه مستقرًا في مكانه، وهذا تحديدًا هو ما حدث مع كوكب المريخ الذي كان يحتوي على المياه السائلة (وربما حتى محيطات من المياه) سابقًا، لكنه اليوم مجرّد كوكب بارد بقمم جليدية وغلافٍ جويٍ رقيق.

توجد عوامل أخرى كثيرة تلعب دورًا في جعل الحياة على الكواكب الأخرى ممكنة، لكنها غير حاسمة أو شديدة الأهمية، وإنما يمكن أن تحسن فرص نشوء الحياة واستمرارها، ومنها الحقل المغناطيسي والصفائح التكتونية.

الحياة تحت الجليد
يمكن من حيث المبدأ أن تتوفّر الشروط الحقيقية للحياة في المحيطات، إذ يمتلك (إنسيلادوس) وهو أحد الأقمار الرئيسية الداخلية لكوكب زحل و(أوروبا) قمر المشتري محيطاتٍ تحت طبقات الجليد السمكية، هذه الأقمار تتعرّض لقوى المد والجزر من كواكبها الغازية، ما يؤدي إلى ارتفاع حرارتها الداخلية، والتي يمكن أن تكون أساسًا للحياة، وبوساطة مسبار مثل "مكتشف إنسيلادوس" الذي يستخدمه علماء المركز الألماني لاكتشاف الفضاء يمكن أن يتم التنقيب والبحث عن أشكال الحياة في المحيطات تحت الأرض بعد إذابة الجليد.

من الممكن أن أحد أشكال الحياة قد تطوّرت دون الاعتماد أو الحاجة لأشعة الشمس، واتخذت الحرارة الباطنية للعمليات الكيميائية التي في باطن الأرض كبديل عن الشمس، وفي حال كان أحد الكواكب كبير بشكل كافي ويحتوي في داخله ما يكفي من الحرارة المتولدة، فإنه من الممكن أن يحتوي على محيط تحت أرضي تعيش فيه الكائنات، وهذا ما ينسبه العلماء إلى أحد أشكال الحياة البدائية.

لكن كيف لنا أن نكتشف من هذه المسافة وجود حياة غريبة ما؟ لمدّة طويلة سرت القاعدة التي تقول أنه للبحث عن حياة أخرى لا بد من البحث عن غاز الأوكسجين أولًا، فالغلاف الجوي الغني بالأوكسجين الذي يحيط كوكبنا هو نتيجة عمل الكائنات الحية الدقيقة لملايين السنين، بينما أثبت العلماء وفي الوقت نفسه عبر الدراسات النظرية أنه من الممكن أيضًا تكون غلاف جوي غني بالأوكسجين دون الحاجة للكائنات الحيّة، فعندما يجتمع كلٌ من غاز الأوكسجين والميثان في وقت واحد وبتركيز عالٍ، فإن هذا سيؤدي إلى اختلال التوازن الكيميائي، مما يمكن أن يجعل منهما كائنات نشطة تقوم بالتركيب الضوئي وتولد الميثان.

من المحتمل أن تكون نتائج البحث حول غازات محددة في الغلاف الجوي غير واعدة، توضّح غازيلا أنه يمكن أيضًا تتبّع آثار وجود حياة على كوكب ما عن طريق لون الأشعة التي تنبعث من الكوكب، حيث أن الكائنات الحية المصطبغة لها أطياف معينة من الانعكاسات، فربما يمكننا عبر التلسكوبات المتقدمة التحري من وجود بعض الأصباغ العضوية مثل اليخضور في الكواكب الأخرى، وإن كان من غير الممكن الكشف عن الكائنات بشكلها الأحادي فإن ليس صعبًا إذا ما كانت تشغل مساحات واسعة مثل الطحالب أو البنى النباتية.

لكن وللأسف ما زالت الطريقة التي تشكّلت وتطوّرت عبرها الحياة على سطح الأرض غير واضحة لنا تمامًا، نحن نعرف المنتج النهائي فقط – حيث كانت في البدء الكائنات الدقيقة التي نشأ عنها أشكال أكثر تطورًا من الكائنات - لكن المراحل التي مر بها أسلاف البشرية - والتي نشأت عن سلسلة من شبكات التفاعل الكيميائي ولعبت الأحماض الأمينية فيها دورًا مهمًا- مازالت مجهولة حتى الآن.

طالما بقيت المعرفة العلمية مقتصرة ولم تذهب أبعد من ذلك لفهم العمليات التي أدت إلى نشوء الحياة على سطح الكوكب، فإنه سيبقى عمليًا من غير الممكن أن نحكم فيما إذا كانت الحياة على الأرض محض صدفة، وأننا وحدنا تمامًا أو تقريبًا في هذا الكون اللامتناهي والشاسع، أو أننا لسنا وحدنا وأن هناك حيوات في مختلف أصقاع المجرة، حتى لو كانت الحياة لا تتعدى امتلاكها على كائنات وحيدة الخلية ومستعمرات طحالب أو سراخس أو ما شابهها.

الحياة واجب كوني
يقول كريستيان دو دوف الباحث في مجال الكيمياء الحيوية والحاصل على جائزة نوبل في عام 1974 لعمله الرائد في مجال بنية ووظيفة الخلية "أن الحياة واجب كوني" فالحياة بدأت في لحظة محددة عندما تشكلت الكواكب واستوفت الشروط الفيزيائية والكيميائية اللازمة.

يرى البروفسيور دوف أن هناك الكثير من الكواكب التي تحمل أحد أشكال الحياة في المجّرة، لكن الأغلبية ليست أكثر من "وحل أخضر اللون" وهنا يبقى السؤال مفتوحًا: ما مدى احتمالية تطور أشكال الحياة البسيطة يومًا ما إلى أشكال معقّدة؟

نحن نعيش اليوم في فترة غير مسبوقة في تاريخ البشرية حيث لم يتسنّ للبشر يومًا طيلة مسيرتهم على الكوكب أن يستطيعوا وبالتجارب العلمية إثبات وجود إشارات تدل على وجود كائنات أخرى تشاركهم الكوكب، لن تمضي بضع سنين حتى يكون بإمكان الأجيال القادمة من التلسكوبات العظيمة أن تنبئنا (على الأقل) عن وجود الكثير من الطحالب أو أحد أشكال الأغطية النباتية، الأمر الذي سيكون ممكنًا حتى على بعد مئات السنوات الضوئية.

لكن وبما أننا لم نتمكّن من التوصّل إلى معلومات كافية وفهم كامل عن أصل الحياة على كوكبنا، فإنه وببساطة لا يمكن أن نحدّد مدى احتمالية تطوّر أشكال الحياة على الكواكب الأخرى.

لكن السؤال الذي لا نعرف إجابته بعد هو أنه فيما لو أن كائنًا خارجيًا زار كوكبنا ومد لنا يد السلام ، أو لو أننا استطعنا مثلًا الوصول للكواكب الأخرى واكتشافات مخلوقاتها، فكيف سنتصرف حينها ووفق أي طريقة سنتعامل معهم؟


(النص الأصلي)