عالم بارد ووحيد، ينجرف عبر السواد الحالك بين الأنظمة النجمية. يبدو مقفرًا جدًا، أليس كذلك؟ نحن نتحدث عن الكواكب الحرة، تلك الكواكب المتجولة في الكون والتي لا تهتم بالدوران حول الشمس، بل تتجول بمفردها عبر الفراغ.
يعتقد علماء الفلك أنه من الممكن أن يكون هناك مجموعة كاملة من هؤلاء المتشردين الكواكب المارقة هناك، ربما يصل إلى 21 لكل نجم في موقعنا مجرة درب التبانة. هذا رقم مذهل حقًا، أسطول كوني يبحر في الليل الأبدي. لفترة طويلة، اعتقدنا أن هؤلاء العمالقة الوحيدين كانوا كذلك: وحيدين. بالتأكيد ليس هذا النوع من المكان الذي تحزم فيه ملابس السباحة. ولكن ماذا لو لم يكونوا وحيدين بعد كل شيء؟
يستمر المقال أدناه
عندما يتم طرد كوكب ما من نظامه النجمي، يمكن أن تصبح أقماره الخارجية غريبة بعض الشيء. تتمدد مداراتها وتنضغط، وكل لعبة شد الحبل هذه تولد شيئًا نسميه تسخين المد والجزر. إنه مثل عجن العجين، ولكن مع الأجرام السماوية بأكملها، وتدفئتها من الداخل إلى الخارج. لذلك، بينما لا توجد شمس، يوجد فرن مدمج.
لكن معرفة كيفية الحفاظ على دفء ودفء تلك الأقمار الخارجية كان أمرًا مثيرًا للدهشة حقًا. حاولت النماذج المبكرة، بارك الله فيهم، إعداد سيناريوهات حيث يمكن للأجواء السميكة والغنية بثاني أكسيد الكربون أن تحبس ما يكفي من الحرارة الناتجة عن ثني المد والجزر للحفاظ على تدفق المياه، وفقًا لورقة جديدة. تظهر في مجلة ما قبل الطباعة arXiv.
وكانت الفكرة هي أن ثاني أكسيد الكربون سيكون بمثابة بطانية عازلة كبيرة. المشكلة؟ ثاني أكسيد الكربون أمر صعب بعض الشيء. وتحت الضغوط الهائلة اللازمة لاحتجاز ما يكفي من الحرارة، فإنها تميل إلى التكاثف، وتتحول من غاز إلى سائل أو حتى مادة صلبة، مما يؤدي إلى ما نسميه الانهيار الجوي. لا يفضي تمامًا إلى حفلة مياه سائلة طويلة الأمد. لقد كانت فكرة ذكية، لكنها لم تكن قادرة على الاحتفاظ بالمياه. حرفياً.
إليكم التطور المبهج: لقد تبين أن الهيدروجين، ذلك العنصر الأكثر وفرة وتواضعًا، قد يكون هو البطل المجهول. بدلًا من الاعتماد على ثاني أكسيد الكربون المزاجي، تُظهر مجموعة جديدة من النماذج أن الأقمار الخارجية ذات الأجواء السميكة التي يهيمن عليها الهيدروجين يمكن أن تكون جيدة بشكل مدهش في الاحتفاظ بالحرارة.
كل ذلك بفضل عملية تسمى الامتصاص الناتج عن الاصطدام، أو CIA. في الأساس، عندما تنضغط جزيئات الهيدروجين معًا في جو كثيف، فإنها تتحد لفترة وجيزة لامتصاص الأشعة تحت الحمراء، مما يؤدي إلى احتجاز الحرارة بشكل فعال. يمكن لهذه الآلية البارعة أن تحافظ على درجات حرارة السطح مناسبة تمامًا للمياه السائلة، وربما لفترات زمنية مذهلة حقًا – نحن نتحدث عن ما يصل إلى 4.3 مليار سنة.
إذًا، كيف توصل علماء الفلك إلى هذه الوصفة الجديدة لقابلية السكن؟ لم يسحبوها من القبعة فحسب. لقد استخدموا بعض الأدوات المتطورة للغاية، حيث جمعوا بين رمز النقل الإشعاعي المسمى HELIOS لنمذجة كيفية انتقال الحرارة عبر الغلاف الجوي مع رمز كيمياء التكثيف المتوازن المسمى جي جي كيم لمعرفة التركيب الكيميائي الدقيق لهذه العوالم الغريبة. إنه تحدٍ كبير تمت معالجته بحلول حسابية ذكية، ترسم صورة لهذه الأقمار الخارجية المتطرفة حيث يتآمر تسخين المد والجزر وتلك الأجواء السميكة الغنية بالهيدروجين لخلق مليارات السنين من الظروف السطحية التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة.
الآن، قبل أن تحزم حقائبك لقضاء عطلة على قمر الهيدروجين، من المهم أن تتذكر أن العلم عبارة عن رحلة، وليس وجهة. هذا النموذج الجوي المتسق ذاتيًا، على الرغم من تألقه، لا يزال مبنيًا على بعض التقديرات والافتراضات. على سبيل المثال، كود هيليوس، على الرغم من قوته، يفترض وجود سحب جاذبية ثابت، والذي قد يصبح متزعزعًا بعض الشيء بالنسبة للأغلفة الجوية السميكة للغاية على الأقمار ذات الجاذبية المنخفضة.
وتنظر النماذج حاليًا فقط إلى الأجواء “الجافة”، دون الأخذ في الاعتبار كيفية تأثير بخار الماء نفسه على ملف درجة الحرارة، أو كيفية تأثير التكثيف على الأشياء. كما تقوم GGchem بحساب الكيمياء لكل طبقة جوية على حدة، دون التفكير في كيفية تحرك الذرات والجزيئات بين تلك الطبقات.
ومهلاً، لمجرد أن العالم يمكن أن يحتوي على مياه سائلة، لا يعني تلقائيًا أنه يعج بالحياة. ما زلنا نتعلم رقصة معقدة من السكن.
ولكن إليكم الجزء المثير: هذه مجرد بداية لفهم هذه العوالم المارقة. لا شك أن الأبحاث المستقبلية سوف تتعمق أكثر، وتستكشف تركيبات جوية أخرى تتجاوز الهيدروجين فقط، وتدفع النماذج إلى أبعد من ذلك عن طريق إضافة فيزياء الغلاف الجوي الأكثر تعقيدًا، مثل السحب وطرق أكثر دقة للتعامل مع بخار الماء.
هذا الفهم الجديد للأقمار الخارجية حول الكواكب العائمة يفتح المجال أمام سوق عقارية كونية ضخمة وغير متوقعة مدى الحياة. الذي يعرف الأماكن الأكثر وحدة في الكون قد تكون في الواقع من أكثر الأشخاص راحةً، فقط تنتظرنا لنكتشف أسرارها؟
التعليقات