لقد شهد البحث عن عوالم شبيهة بالأرض قفزة تاريخية. وقد نجح فريق دولي من العلماء في اكتشاف الغلاف الجوي على كوكب صخري لأول مرة يدور هذا الكوكب داخل المنطقة الصالحة للسكن حول نجمه، وهي المنطقة التي تسمح فيها درجات الحرارة بوجود الماء السائل على السطح. وقد نُشر هذا الاكتشاف في إحدى المجلات العلمية. علوميؤكد ذلك أن الكوكب الخارجي LHS 1140b، الذي يقع على بعد حوالي 48 سنة ضوئية من الأرض، قد حافظ على غلاف غازي لمليارات السنين، وهو شرط أساسي لكي يكون قادراً على احتضان الحياة كما نعرفها.
هذا الكوكب، الذي اكتشفه عالم الفلك جيسون ديتمان عام 2016، هو كوكب عملاق ذو كتلة تعادل 5,6 أضعاف كتلة كوكبنا، ونصف قطره أكبر منه بـ 1,7 مرة. يدور حول نجم قزم أحمر في كوكبة قيطس، مُكملاً دورة كاملة كل 24,7 يومًا. ورغم أن درجة حرارته عند التوازن تُقارب -47 درجة مئوية، إلا أن وجود غلاف جوي قد يُولّد تأثيرًا دفيئًا يرفع درجة حرارة سطحه إلى مستويات تُضاهي درجة حرارة الغلاف الجوي للأرض. محيطات من الماء السائل، وفقًا للنماذج النظرية للفريق الذي يقوده كولين شيروبيم، من جامعة هارفارد.
علامة فارقة في البحث عن الكواكب الخارجية الصالحة للسكن
حتى الآن، أكد علماء الفلك وجود أغلفة جوية على الكواكب الغازية العملاقة والكواكب الشبيهة بنبتون، ولكن لم يتم تأكيد وجودها على كوكب صخري يقع في المنطقة الصالحة للسكن. وبذلك يصبح LHS 1140b أول مرشح ثابت لدراسة الظروف التي قد تجعل الحياة ممكنة خارج المجموعة الشمسية. وقال شيروبيم، المؤلف الرئيسي للدراسة: "هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها العثور على غلاف جوي على كوكب صخري في المنطقة الصالحة للسكن حول نجم آخر".
لا يُؤكد هذا الاكتشاف صحة التوقعات النظرية للفريق فحسب، بل يُثبت أيضًا أن بعض الكواكب الصخرية قادرة على الاحتفاظ بأغلفتها الجوية رغم الإشعاع الشديد المنبعث من نجومها. عادةً ما تكون الأقزام الحمراء، مثل القزم الذي يدور حول LHS 1140b، نشطة للغاية وتميل إلى تآكل الأغلفة الغازية للكواكب القريبة. مع ذلك، تمكن هذا الكوكب من الحفاظ على غلافه الجوي لأكثر من ثلاثة مليارات سنة، مما يفتح آفاقًا جديدة لمزيد من الأبحاث. استراتيجيات البحث عن حياة جديدة في أنظمة نجمية مماثلة.
كيف تم الكشف عن الغلاف الجوي: الهيليوم كشاهد
للتأكد من وجود الغلاف الجوي، استخدم الباحثون مطياف WINERED، المثبت على تلسكوب ماجلان كلاي في مرصد لاس كامباناس في تشيلي. تعتمد هذه التقنية على مطيافية العبور: فعندما يمر كوكب أمام نجمه، يمر جزء صغير من ضوء النجم عبر غلافه الجوي تاركًا بصمات كيميائية مميزة. في عام 2024، رصد الفريق هذا الغلاف الجوي. علامة لا لبس فيها على تسرب الهيليوم من الغلاف الجوي العلوي لكوكب LHS 1140b، بينما لم يظهر كوكب آخر في نفس النظام، وهو LHS 1140c، أي أثر على الإطلاق.
أصبح اكتشاف الهيليوم ممكنًا بفضل نموذج نظري سابق طوره شيروبيم، والذي تنبأ بأن هذا الغاز سيكون الأسهل رصدًا. أوضح ديفيد شاربونو، مدير قسم علم الفلك بجامعة هارفارد: "حلل كولين الكواكب التي نعرفها وتوقع أن يكون لهذا الكوكب غلاف جوي من الهيليوم. ثم رتب وقتًا لاستخدام التلسكوب، وحصل على البيانات، وكان الاكتشاف مؤكدًا إحصائيًا". كان الاكتشاف غير متوقع لدرجة أن العلماء أنفسهم كانوا متشككين في البداية، ولكن تكررت الإشارة في الملاحظات اللاحقة، وإن كان ذلك مع بعض الاختلافات.
ومن المثير للاهتمام، أنه عندما أعاد الفريق إجراء الملاحظات في عام 2025، اختفت إشارة الهيليوم. يشير هذا التباين إلى أن تسرب الغلاف الجوي ليس ثابتًا، بل يعتمد على نشاط النجم. وقد علّق شرياس فيسابراجادا، المؤلف المشارك في الدراسة وعالم الفلك في مؤسسة كارنيجي، قائلاً: "إنها فرصة نادرة أن نشهد كيف يتغير غلاف كوكب غريب على فترات زمنية قصيرة كهذه، تُناسب نطاقنا البشري".
كوكب ذو طبقات وتسريب متغير
لا يعني وجود الهيليوم في الغلاف الجوي العلوي أن الكوكب يفقد غلافه بالكامل. بل على العكس، تشير النماذج إلى أن الكوكب LHS 1140b يمتلك غلافًا جويًا طبقيًا: طبقة علوية غنية بالهيليوم وفقيرة بالهيدروجين، وطبقات سفلية تُحتبس فيها غازات أثقل، مثل بخار الماء وثاني أكسيد الكربون. هذه الظاهرة، المعروفة باسم "المصيدة الباردة"، تمنع الجزيئات الأساسية للحياة من التسرب إلى الفضاء، مما يبقيها قريبة من السطح.
يُقدّم التباين الملحوظ في تسرب الهيليوم أدلةً حول ديناميكيات الغلاف الجوي. وصرح شيروبيم قائلاً: "لقد استبعدنا تمامًا جميع النتائج الإيجابية الخاطئة التي كان يُمكن أن نتصورها". وتُعزز المقارنة مع الكوكب LHS 1140c، وهو كوكب أصغر حجمًا يتعرض لإشعاع أكثر بخمس مرات، من تفرد الكوكب LHS 1140b. فبينما يُعدّ رفيقه صخرةً جرداء، فقد تمكّن هذا العالم من الحفاظ على غلافه الجوي. .
المستقبل: جيمس ويب والبحث عن الحياة
تتمثل الخطوة التالية في تحديد التركيب الكامل لغلاف LHS 1140b الجوي. يُعدّ هذا الكوكب جزءًا من برنامج الوقت التقديري للمدير (DDT) الخاص بالكواكب الصخرية، وهو مبادرة مشتركة بين تلسكوبي جيمس ويب وهابل الفضائيين. من المتوقع أن يتمكن تلسكوب جيمس ويب خلال السنوات الأربع أو الخمس القادمة من... الكشف عن بخار الماء وثاني أكسيد الكربون وجزيئات أخرى والتي تشير إلى ما إذا كان الكوكب يحتوي على محيطات أو حتى علامات على وجود نشاط بيولوجي.
قال شيروبيم: "هذا اكتشاف مثير حقًا لأنه يضع LHS 1140b في طليعة أفضل مختبر لدراسة علم الأحياء الفلكي خارج نظامنا الشمسي". وعلى الرغم من أنه لا يزال من غير المعروف ما إذا كان للكوكب سطح صلب مشابه للأرض أو ما إذا كان عالمًا محيطيًا، فإن البيانات الحالية تسمح لنا بالفعل بالقول إن لدراسة أغلفة الكواكب الخارجية الصخرية.
أثار هذا الاكتشاف اهتمامًا واسعًا في الأوساط العلمية الأوروبية. وقد احتفى عالم الأحياء الفلكية خوسيه أنطونيو كاباييرو، من المركز الإسباني لعلم الأحياء الفلكية، بهذا الإنجاز قائلًا: "أخيرًا! لقد حان الوقت لنرصد دلائل وجود غلاف جوي على كوكب شبيه بالأرض. هذا هو الرصد الأول، ولكن سيتبعه المزيد". وأكدت الدكتورة ياميلا ميغيل، من مرصد لايدن، أن رصد الهيليوم يتوافق مع الغلاف الجوي العلوي، لكن الكوكب "مثير للاهتمام لدرجة أنه يفقد كمية كافية من الغلاف الجوي تمكننا من رصده من هنا، وهو أمر ليس بالسهل بالنسبة لكوكب صخري صغير".
يُمثل تأكيد وجود غلاف جوي حول النجم LHS 1140b نقطة تحول في علم الأحياء الفلكي. فللمرة الأولى، باتت البشرية على يقين من وجود عالم صخري في المنطقة الصالحة للسكن حول نجمه، بعد أن احتفظ بغلاف غازي لمليارات السنين. ورغم أن الكثير من الأبحاث لا تزال مطلوبة، إلا أن هذا الاكتشاف يُثبت أن الكواكب الشبيهة بالأرض ليست نادرة، وأنه باستخدام الأدوات المناسبة، قد نتمكن من الإجابة على سؤال ما إذا كنا وحدنا في الكون.
