تذكرني !

 





بحثاً عن كواكب أرضية أخرى

- ت. حازم محمود فرج يعتقد العلماء أننا قد نكون على مرمى عقد فقط

إضافة رد
 
أدوات الموضوع
  #1  
قديم 11-03-2012, 12:05 PM
الصورة الرمزية Eng.Jordan
Eng.Jordan غير متواجد حالياً
إدارة الموقع
 
تاريخ التسجيل: Jan 2012
الدولة: الأردن
المشاركات: 17,430
افتراضي بحثاً عن كواكب أرضية أخرى

- ت. حازم محمود فرج
بحثاً كواكب أرضية أخرى 10-4eb26281a713a.jpg

يعتقد العلماء أننا قد نكون على مرمى عقد فقط من اكتشاف كواكب مثل كوكبنا الأرضي في نظم شمسية أخرى- بل وربما اكتشاف دلائل على الحياة.
عندما أنجزت مركبة غاليليو عملية عبور قرب كوكبنا عام 1990 لتكسب دفعاً ثقالياً في طريقها إلى كوكب المشتري، كانت تحاول في الوقت ذاته أيضاً، وعلى تلك المسافة القريبة من الأرض، أن تجيب عن سؤال مثير: هل يوجد حياة على الأرض؟ إن كارل ساغان ، الذي دفع ناسا وكالة الفضاء الأمريكية ناسا لتمرين معدات غاليليو للتعامل مع "نقطتنا الزرقاء الباهتة " لم يقصد هذا كسؤال ثانوي. بالنسبة إليه، كان بحثاً علمياً جاداً عميق المضامين. لقد رغب بمعرفة ما إذا كانت شواهد الحياة على الأرض يمكن كشفها بوضوح من مسافات بعيدة. لقد حظي مسعى ساغان باهتمام متجدد ورغبة ملحة مع اكتشاف منظومات كوكبية حول أكثر من 160 نجماً مجاوراً، وأدى إلى تطوير وسائل وطرق البحث عن حياة غير أرضية. ولكي نكون متأكدين، فإن معظم كواكب النجوم الأخرى exoplanets المكتشفة حتى اليوم من خلال تأثيرها الثقالي على نجمها الأم، سواء كان بخفوت ضوء النجم عندما يعبر الكوكب من أمامه أو من خلال تكبير الضوء القادم من نجم في خلفية المشهد، هي على الأرجح عمالقة غازية كالمشتري وزحل، ويستبعد احتمال إيوائها حياة كما نعرفها. لكن بعض هذه الكواكب الغريبة المشابهة لكوكب المشتري ربما يرافقها أشقاء أقل كتلة ــ ربما حتى كواكب بعيدة مماثلة لكوكب الأرض. إن انخفاضاً متكرراً في سطوع نجم بمجرد جزء من عشرة آلاف جزء يمكن أن يشير إلى وجود كوكب. ومن المقرر لمسبارين فضائيين ــ هما بعثة منظار كورو التي ترأسها فرنسا الذي أطلق في نهاية عام 2006، وأيضاً بعثة منظار كبلر التابع لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا، الذي أطلق بتاريخ 7 آذار عام 2009، أن يبحثا تحديداً عن مثل هذه البصمة الضوئية لكواكب شبه أرضية حول 100 ألف نجم في منطقة جوارنا في المجرة.
إن اكتشاف كوكب بحجم كوكب الأرض هو أمر، لكن اكتشاف إشارات تنبئ بحياة هو أمر آخر تماماً. وبالإضافة إلى بعثتي كبلر وكورو، تخطط كل من ناسا وإيسا ESA لأن تتابعا البحث عن طريق مراصد فضائية أكثر طموحاً. ستكون المهمة التالية هي بعثة وكالة ناسا المسماة SIM PlanetQuest، وهي بعثة خُطّط مبدئياً لإطلاقها عام 2015. ثم ستكون بعثة ناسا الأخرى باسم مكتشف الكواكب الأرضية (TPF)، وبعثة وكالة الفضاء الأوربية المسماة داروين. من المخطط لهاتين البعثتين أن تكشفا وجود كوكب شبه أرضي خارج النظام الشمسي وتلتقطا صوراً له. وما هو أكثر أهمية، أن تقوم كلتا البعثتين، TPF وداروين، بتحليل طيف الضوء الضعيف للكوكب إلى قوس قزح طيفي كامل من الألوان للبحث عن دلائل حياة فيه. يأمل مصممو البعثتين تحقيق هذا الإنجاز المهم بعملية إلغاء الوهج الشديد للنجم الأم. إنهم سيفعلون هذا بدمج أرصاد عدة مناظير في مصفوفة ما أو بإعتام النجم باستخدام قناع فائق التصميم، لا ينفذ الضوء، ضمن المنظومة البصرية.
وبالنظر إلى التعقيدات التقانية والتكاليف الباهظة للمهمة، فإن وكالتي الفضاء قد توحدان في آخر الأمر جهودهما وتمويلهما لإطلاق بعثة واحدة مشتركة بدلاً من مرصدين متنافسين.
وفيما يبعد تاريخ إطلاق كل من TPF وداروين مدة عقد تقريباً - وكذلك عدد آخر من البعثات التقانية البارزة - فإن عدة مجموعات علمية تعمل منذ مدة على تحديد، وبدقة، أية بصمات للحياة هي التي يجب أن يبحثوا عنها. ويرشدهم في محاولتهم الكبيرة هذه، مثال واحد فقط للكوكب الذي يؤوي الحياة: الأرض.

لقد قدمت تجربة ساغان مع مركبة غاليليو بداية مؤكدة. فقد كشفت مجموعة معدات المسبار عدة إشارات منبئة بكوكب يعج بالحياة. كشفت غاليليو غلافاً جوياً غنياً بالأكسجين يحوي تراكيز عالية من الميثان أكثر مما يمكن توقعه من نشاط جيولوجي بمفرده. كما سجلت آثاراً في الطيف الأرضي خاصة بجزيء الكلوروفيل الذي يلعب دوراً في عملية التركيب الضوئي عند النباتات.
وفي وقت أحدث، قام فريقان من علماء الفلك بتكرار أرصاد مركبة غاليليو بطريقة، أو حيلة، مثيرة للاهتمام. كان أحد الفريقين يقوده ويسلي تراوب (من مركز هارفارد - سميثسونيان لفيزياء الفلك) وكذلك نيفيل ولف (من جامعة أريزونا)، بينما قاد الفريق الآخر لوك آرنولد (من مرصد أوت بروفانس) وكذلك جان شنايدر (من مرصد باريس في فرنسا).
وإذ لم يكن لديهم مركبة فضائية بعيدة في الفضاء بما يكفي، فقد أخذوا طيوف إشعاع سطوع الأرض - أي وهج ضوء الشمس المنعكس عن كوكبنا والساقط على الطرف غير المضاء من القمر. وبينما رأت غاليليو منطقة محدودة فقط من سطح الأرض، فإن سطوع الأرض يقدم طيفاً متكاملاً عبر كامل الوجه المرئي للأرض، وهو مشهد أكثر شبهاً لما ستراه من عالم غريب بعيد. وبدقة كافية، فقد حدد الفريقان الأمريكي والفرنسي ملامح طيفية تعود إلى بخار الماء والأكسجين والأوزون.
وكما يشير تراوب، فإن إشارات الحياة هذه لابد أنها كانت قابلة للكشف لفترات مهمة من تاريخ كوكب الأرض، أكثر طولاً بكثير من الفترة التي آوت فيها الحياة العاقلة عليها. لقد حافظ كوكبنا على غلاف جوي غني بالأكسجين لمدة 2 بليون سنة تقريباً، وأظهر طيفه آثار الكلوروفيل منذ ظهور أولى النباتات البرية قبل نحو 500 مليون عام. وكما يقول ولف، فإن: "أية حضارة متقدمة اهتمت بالبحث عن الحياة كانت ستعرف أن الحياة قد وجدت على الأرض لوقت طويل جداً".
ثم سيحاول فريقهما تحديد كيف يتغير طيف سطوع الأرض مع دوران الكوكب ليأتي بمناطقه المختلفة أمام المراقبة، ومع تغير غطاء السحب أيضاً. وقد قام كل من إريك فورد وإديون تيرنر (من جامعة برنستون) وسارة سيفر (من مؤسسة كارنيغي في واشنطن) بحساب نماذج التغيرات التي يمكن رؤيتها مع دوران الأرض.

وللكيمياء روايتها
تمهد هذه الأرصاد المبكرة وحسابات الإشارات الدالة على الحياة لتخطيط جادٍ لبعثتي TPF وداروين. في العام 2002، كلف مختبر الدفع النفاث (JPL) التابع لوكالة ناسا مجموعة من العلماء، ضمت تراوب وولف وسيفر، بتقييم الأهمية النسبية لمؤشرات حيوية كوكبية متنوعة من أجل تقديم النصح حول استراتيجيات الرصد على مسبار TPF.
وبما لا يبعث على الدهشة، فإن من بين أكثر المؤشرات الحيوية وثوقية التي حددتها دراسة TPF كانت جزيئات الأكسجين (O2) الذي هو ناتج ثانوي لعملية التركيب الضوئي الذي تقوم به النباتات على كوكب الأرض. وكذلك ابن عم الأكسجين، غاز الأوزون (O3)، الذي هو فعلاً أسهل رصداً في الطيف رغم أنه أقل وجوداً بكثير. إن جزيئات الأكسجين لا تبقى مفردة لفترة طويلة، فهي تتحد بسهولة مع مركبات أخرى، مثل السيليكون في الحجارة، في عملية تعرف باسم التأكسد. ويشرح تراوب: "وهكذا، فمن أجل الاحتفاظ بكمية كبيرة من الأكسجين في غلاف الكوكب الجوي، فيجب أن يكون هناك إنتاج متواصل له". والحياة كما نعرفها هي مصدر ممتاز للأكسجين.
ترى، هل يعني هذا أن اكتشاف الأكسجين أو الأوزون في طيف كوكبي هو إشارة واضحة جداً لوجود حياة عليه؟ ليس بالضرورة، كما يقول جيمس كاستينغ (من جامعة ولاية بنسلفانيا) وهو عضو آخر في مجموعة عمل TPF على المؤشرات الحيوية وخبير ذائع الصيت في شؤون الأغلفة الغازية الكوكبية، ويشير: "إننا نعلم بوجود عمليات غير بيولوجية يمكنها إنتاج غلاف غازي غني بالأكسجين".
أحد هذه الأمثلة هو كوكب الزهرة المعروف بتأثير دفيئته الزجاجية الجامح. إن تحطم جزيئات الماء (H2O)، التي يتبعها هروب سريع للهيدروجين في الفضاء، يعوض باستمرار الأكسجين في غلافه الغازي. مثال آخر سيكون كوكب يغطيه الجليد، وجسيم بما يكفي ليحتفظ بأكسجينه. ستمنع القشرة المتجلدة الأكسجين من التفاعل مع المعادن على السطح، وهكذا تبقيه في الغلاف الجوي.
ومع أن العلماء هم بحاجة للحذر أمام مثل هذه النقاط الإيجابية الزائفة إلا أن تعيين كل من الأكسجين أو الأوزون في كوكب نجم آخر سيكون "مهماً ومشوقاً جداً"، كما يختتم تقرير المؤشرات الحيوية لبعثة TPF.
ويعتقد كريس تشيبا (وهو عالم كواكب في معهد SETI في ماونتن بولاية كاليفورنيا) أن العملية الواضحة لاكتشاف الحياة بوسائل الاستشعار عن بعد ستكون بالغة الصعوبة. وهو يعتقد أن تمييز مؤشرات حيوية حقيقية من التي يمكن أن تنشأ من عمليات غير بيولوجية هي بعيدة عن أن تكون ضعيفة، وخصوصاً إذا كانت معلومات العلماء قليلة عن ظروف سطح الكوكب. ويقول تشيبا: "لكن ذلك لا يعني إنه لا يجب علينا القيام بمحاولة فعل ذلك".
ولعل أكثر الأدلة إقناعاً بشأن الحياة على عالم بعيد سيكون اكتشاف مؤشرات حيوية متعددة. إحدى المحاولات تتمثل في اكتشاف الأكسجين أو الأوزون بالإضافة إلى الماء السائل، مجتمعاً مع سويات مرتفعة من ثنائي أكسيد الفحم، الذي تزفره الحيوانات، أو الميثان الذي تطلقه على الأرض بكتيريا لاهوائية توجد في حقول الأرز ومستنقعات النباتات، ومناطق التندرة. ويقول مالكوم فريدلند (عالم مشروع داروين في وكالة الفضاء الأوربية) إن "الإجماع العام هو إنه إذا وجدنا مجموعة من هذه المؤشرات الحيوية سوية في وقت واحد، فإن ذلك سيكون مؤشراً قوياً جداً على وجود الحياة". وبالطبع، فإن اكتشاف هذه البصمات لن يفرق بين بكتريا بدائية وكائنات معقدة غريبة. إن هذا سيحتاج إلى إشارة من نوع مختلف.

كواكب شبه أرضية - ولكن مع اختلاف
ويبدي بعض العلماء قلقهم أن الحياة في عالم آخر ستكون شديدة الاختلاف لدرجة أن المؤشرات الحيوية التي تحدد الحياة الأرضية قد تكون عديمة المعنى تقريباً. ويوافق تراوب إنه "من الخطورة بمكان التعميم اعتماداً على مثال واحد". ومن ناحية أخرى، فهو يفترض أن الحياة في أي مكان ستحظى بعدة قواسم مشتركة، ويشرح قائلاً: "بالرغم من جميع تصوراتنا، فإننا لم نتوصل بعد إلى بديل مقنع لكيميائية الماء والكربون كأساس للحياة. ولذلك فلا أرى سبباً للمضي في البحث عن أشياء أكثر غرابة، على الأقل الآن".
بالطبع، يمكن أن يكون هناك الكثير من أشكال الحياة التي لن تترك أو تظهر تسجيلها على مجمل طيف كوكب ما، مثل البكتيريا تحت التربة أو عميقاً في فوهات ينابيع الماء الحارة في أعماق المحيط. وقد يكون صعباً اكتشاف المؤشرات الحيوية على السطح ــ مثل اليخضور على الأرض ــ إذا كانت السحب تغطي معظم الكوكب.
إن اكتشاف عوالم تؤوي حياة تختلف عما هو على أرضنا هو أحد أهداف عمل مختبر الكواكب الافتراضي (VPL)، وهو مشروع تبلغ كلفته عدة ملايين من الدولارات وتموله ناسا وترأسه فيكي ميدوز (من JPL). يتألف فريقها من 28 باحثاً من اختصاصات مختلفة كالإحصاء والكيمياء والحيوية. وهم يطورون نماذج محاكاة حاسوبية متطورة تحاكي بيئات وطيوف مجال عريض لكواكب صخرية مع متعضيات حيّة، أو بدونها. وتقول: "إننا نقوم بنمذجة الحياة كما نعرفها ــ ولكن ليس بالضرورة وفق الميزان الذي لدينا هنا على الأرض".
إن خطة ميدوز طموحة: بناء النماذج الأولى لكواكب شبه أرضية تجمع تأثيرات - وكذلك العلاقات المتبادلة - بين الحرارة النجمية، والمناخ، والكيمياء، والجيولوجيا، وعلم الأحياء. وبمجرد وضع هذه النماذج في مواضعها فإنها ستقارنها وزملاؤها أولاً بكواكب الزهرة والأرض والمريخ. ثم، في مرحلة تالية، سيعيدون تركيب الصورة التي كان يمكن أن تأخذها الأرض كما تبدو من مسافة بعيدة، قبل أن يغتني غلافها الغازي بالأكسجين. وفي نهاية المطاف، يخطط الباحثون "للّعب بالوصفة"، محاولين تراكيب مختلفة من الحجم والتركيب والحرارة كي يتحروا تأثيراتها على الحياة وبالعكس. وتقول ميدوز إنه من أجل استكشاف المجال الحراري الذي يمكن أن تنشأ الحياة فيه، على سبيل المثال، فـ"سنقوم بنمذجة كل شيء من عوالم شديدة البرودة إلى عوالم محترقة".
إن هذا كله جزء من الواجب البيتي الذي يحتاج العلماء إلى إكماله في تحضيرهم لليوم الذي سنكون فيه قادرين على التقاط الوهج الضعيف لعالم بعيد وفك شيفرة حياته. وعندما يأتي ذلك اليوم، فسيكون هناك فرصة لأن نرى كوكبنا - وأنفسنا أيضاً - تحت ضوء جديد تماماً.
**
البحث عن الحياة: بديل أرخص وأسرع
سيكون على أبحاث اكتشاف الحياة على كوكب شبيه بالأرض حول نجم آخر أن تنتظر على الأرجح إلى حين إطلاق بعثة داروين أو بعثة TPF بعد عقد أو أكثر من الآن. ولكن إذا كنا محظوظين، فإنه توجد فرصة لفعل ذلك في وقت أقرب كثيراً وأرخص كلفة، كما يقول ميشيل مايكل جورا (من جامعة كاليفورنيا بولاية لوس آنجلس). وفي الحقيقة، فإن المناظير الأرضية الحالية هي الآن في إطار التصدي لهذه المهمة، بافتراض تلبية كثير من شَرطيات "إذا" الأخرى.
عندما يعبر كوكب شبيه بالمشتري أمام نجم شبيه بالشمس، كما يرى المشهد من الأرض، فإنه يغطي نحو 1 بالمائة من النجم ويسبب انخفاضاً مكافئاً في سطوعه. وحتى شهر حزيران من عام 2006، كان قد أمكن رصد عشر حالات عبور مشابهة لكواكب نجوم أخرى.
ولكن ماذا لو كانت كتلة النجم الأم تقل كثيراً عن كتلة الشمس، ولنقل له نحو عشر كتلتها؟ إن نجماً كهذا، ويدعى بقزم M- المتأخر late- M dwarf، له قطر صغير يقرب من قطر كوكب المشتري. وإذا أمكن لنجم كهذا أن يؤوي كوكباً شبيها بالمشتري في مدار ضيق بحيث يرى جانبياً من الأرض، فإننا يمكن أن نرى النجم الأم يتعرض لكسوف كلي، كما يشير جورا.
وما هو أكثر، إذا ضم هذا النظام الافتراضي كوكباً ثانياً أيضاً، فإن ضوءه الضعيف المنعكس قد يزداد جزئياً أثناء الكسوف الكلي. ويقول جورا، الذي ينظر إليه زملاؤه إنه يفكر حقاً بطريقة مبتكرة: "إن ذلك سيعطينا فرصة لقياس طيوف ألوانه كي نكشف بصمات حياة". وبالطبع، وكما يسلم جورا نفسه، فإن فرص موافقة جميع الظروف المناسبة تماماً هي ضئيلة بالمقابل. وبداية، فإن الفلكيين لا يعرفون مدى وفرة - أو ندرة- وجود نجوم منخفضة الكتلة تؤوي كواكب قريبة منها شبيهة بالمشتري.
وقد ركزت أبحاث الكواكب الحالية باستخدام قياسات سرعة نصف قطرية على النجوم الشبيهة بالشمس، بدلاً من أبناء عمومتها التافهة. ومرد ذلك، جزئياً، إلى انحياز لفكرة مركزية الأرض، ولكن أيضاً بسبب أن النجوم الأقل كتلة هي أخفت إضاءة بقدر مهم، وهذا ما يجعل الأرصاد الطيفية الأكثر دقة أكثر صعوبة. وقد يقدم لنا مسح جديد للسرعات نصف القطرية يستهدف تحديداً النجوم الأخف كتلة أول دليل. ويستخدم ثلاثة علماء (هم بول باتلر من مؤسسة كارنيغي في واشنطن، وجيوفري مارس من جامعة كاليفورنيا في بيركلي، وفرد آدامز من جامعة ميتشيغن) منظار ماجلان في لاس كامباناس في تشيلي، وهو منظار يبلغ قطر مرآته 6.5 متراً، من أجل مسح 100 نجم قزم من النمط M، بحثاً عن كواكب شبيهة بالمشتري. ومن الممكن أيضاً أن واحداً من بين أكثر من 20 عملية بحث جارية حول العالم عن حالات عبور كواكب أمام نجومها سوف يكشف كسوفاً كلياً يكاد يكون كاملاً لنجوم منخفضة الكتلة.
وبالنسبة للآن، يتوقع جورا أن يشهد ما نسبته ربما واحد فقط من بين كل 100 ألف نجم منخفض الكتلة كسوفاً كلياً بفعل كوكب عملاق قريب منه. إن فهرسة ومراقبة تلك النجوم الكثيرة المنخفضة الكتلة للبحث عن كوكب شبيه بالمشتري يعبر أمامها ومسبباً كسوفاً له ومع كوكب أرضي مرافق هو أمر بعيد المنال عن أن يكون مهمة سهلة.
ويفترض جورا: "بينما نرى أن احتمالات النجاح هي غير مؤكدة إلى درجة كبيرة، وأن عمليات الرصد تثبت تحديها التقاني، فإننا على الأقل لا نحتاج أن ننتظر عقداً للبدء في البحث عن حياة حول نجوم أخرى".

بقلم: راي جاياواردهانا
عن مجلة Astronomy
* المؤلف:

راي جاياواردهانا Ray Jayawardhana: أستاذ مساعد في علم الفلك في جامعة تورنتو. يعمل على استكشاف أصل وتنوع الأنظمة الكوكبية باستعمال بعض أكبر مناظير العالم.





المصدر : الباحثون العدد 53 تشرين الثاني2011

المصدر: ملتقى شذرات


fpehW uk ;,h;f Hvqdm Hovn

__________________
رد مع اقتباس
إضافة رد
إضافة رد

العلامات المرجعية

« كيف تتعرف الحواسب على الوجوه؟ | التلوث الجوي »

يتصفح الموضوع حالياً : 1 (0 عضو و 1 ضيف)
 
أدوات الموضوع

ضوابط المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا يمكنك اضافة مرفقات
لا يمكنك تعديل مشاركاتك

BB code متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

ضوابط المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا يمكنك اضافة مرفقات
لا يمكنك تعديل مشاركاتك

BB code متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة

الانتقال السريع

المواضيع المتشابهه
الموضوع كاتب الموضوع المنتدى مشاركات آخر مشاركة
حياتنا هي مجرد أقلام... صباح الورد الملتقى العام 0 08-27-2012 08:58 AM
ليس مجرد تمثال‏..‏ ليس مجرد ميدان‏..‏ ليس مجرد رمسيس يقيني بالله يقيني مقالات وتحليلات 0 06-01-2012 01:47 PM
كيف تكتب بحثاً أو رسالة Eng.Jordan بحوث ودراسات منوعة 0 04-23-2012 02:22 PM
هل فيسبوك وتويتر مجرد فقاعة؟! Eng.Jordan مقالات وتحليلات 0 04-07-2012 10:22 PM
مجرة درب التبانة تضم كواكب أكثر من النجوم مهند علوم وتكنولوجيا 0 01-14-2012 01:52 PM

 

 

 
 

 

 
     
 

  sitemap  forummap

 


جميع الأوقات بتوقيت GMT +3. الساعة الآن 08:50 AM.

الاستايل الأصلي من تصميم استضافة لمسات


Powered by vBulletin® Version 3.8.7
Copyright ©2000 - 2016, Jelsoft Enterprises Ltd.
جميع المواضيع والمشاركات المطروحة تعبر عن وجهة نظر كاتبها ولا تعبر بالضرورة عن رأي إدارة الموقع
جميع الحقوق محفوظة لـ موقع شذرات
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73