هل يمكن أن تكون هناك حياة في الفضاء؟

الأرض، الكوكب الثالث في النظام الشمسي. الكوكب الأزرق هو الكوكب الوحيد الذي يحتضن الحياة المنظمة بأشكال معقدة. على الأقل، بقدر ما نعلم اليوم. ما الذي يجعل كوكبنا فريدًا ومناسبًا لتطور أشكال الحياة؟

مفهوم منطقة صالحة للسكنى (وتسمى أيضًا المنطقة الصالحة للسكن) بواسطة علماء الأحياء الفلكية في النصف الثاني من القرن الماضي لدراسة كيف تحدد المواقف والخصائص المتبادلة لكوكب ونجمه احتمالية العثور على حياة خارج كوكب الأرض على الكواكب والأنظمة الأخرى.

اسحاق اسيموف

إن موضوع الحياة في أماكن أخرى ، جنبًا إلى جنب مع الحلم بأن يسكن يومًا ما عوالم بعيدة وغير ملوثة ، لطالما فتن أجيال بأكملها. تم تقديم فكرة المنطقة الصالحة للسكن لأول مرة لعامة الناس في الستينيات ، وذلك بفضل كاتب الخيال العلمي الشهير والفاخر. اسحاق اسيموف وسلسلة كتبه عن استعمار الفضاء.

وبشكل أكثر تحديدًا ، يشير مصطلح "المنطقة الصالحة للسكن" إلى منطقة من الفضاء حول نجم يمكن من خلالها العثور على كواكب بها ماء سائل. كان دور الماء في تطور الحياة على الأرض حاسمًا بالنسبة للعمليات البيولوجية والتفاعلات الأولى التي أدت إلى تطور الحياة ، لدرجة أنه من الصعب تخيل عوالم غريبة لا تحتاج فيها الحياة إلى هذا العنصر.

يعتمد وجود الماء وحدود المنطقة الصالحة للسكن على الخصائص الفيزيائية للنجم في مركز النظام الكوكبي ، مثل الطاقة التي ينتجها.. ضع في اعتبارك نظامنا الشمسي كمثال: الشمس ، نجم عادي متوسط ​​الحجم ، تشع كميات هائلة من الطاقة. الأرض ، على بعد حوالي 150 مليون كيلومتر من الشمس (أي وحدة فلكية واحدة ، أو AU) ، تتلقى هذه الطاقة بالقدر المناسب تمامًا لتوفير بيئة مريحة لتطور الحياة.

تتلقى الكواكب الأقرب إلى الشمس (عطارد والزهرة) قدرًا أكبر من الطاقة على شكل إشعاع شمسي ، وبالتالي فهي شديدة الحرارة وغير مضيافة للكائنات الحية في المحيط الحيوي الأرضي ، والتي تعتمد بشكل كبير على وجود الماء. على النقيض من ذلك ، يقع كوكب مثل المريخ بعيدًا جدًا عن الشمس للحفاظ على مياهه السطحية في حالة سائلة.

هل يمكن أن تكون هناك حياة خارج الفضاء؟

من الضروري اعتبار أن تطور الحياة (أو حياة شبيهة بالأرض، لأنه من غير الممكن أن نعرف على وجه اليقين وجود أنواع مختلفة من الحياة في الفضاء التي لا تعتمد على الكربون *) تعتمد على العديد من العوامل الأخرى بالإضافة إلى وجود الماء. بادئ ذي بدء ، فإن وجود جو. إن الغلاف الجوي يمارس ضغطًا كافيًا على سطح الكوكب، في الفضاء، للحفاظ على الماء في حالته الأكثر قيمة، مع السماح له بإعادة التدوير من خلال التبخر والهطول.

ترتبط خاصية الكوكب في تكوين الغلاف الجوي الذي يحمي سطحه وأي محيط حيوي من تأثيرات النيازك والرحلات الحرارية والإشعاع الضار إلى حد كبير بكتلته. لا تولد الكواكب منخفضة الكتلة ، في بعض الحالات ، جاذبية كافية لدعم طبقات الغلاف الجوي، المكونة من عناصر خفيفة مثل النيتروجين ، والتي تفلت بسهولة من قوة الجذب التي تمارسها الأرض. علم الأحياء الخارجية وعلاقته بالحياة خارج كوكب الأرض إنه مجال دراسة يسعى إلى فهم هذه العلاقات.

الحركة هي أيضا مهمة جدا

بالإضافة إلى كتلة الكوكب ، والتركيب الكيميائي لغلافه الجوي ، وكمية الطاقة الشمسية التي تصل إليه (أو بعبارة أخرى ، بعده عن الشمس) ، الشكل من مداره يلعب دورًا مهمًا بنفس القدر. لا يمكن ضمان حالة "كوكب صالح للسكن" إذا كان المدار حول النجم غريب الأطوار بشكل خاص ، إلى درجة التسبب في مغادرته المنتظمة من المنطقة الصالحة للسكن (على سبيل المثال ، في حالة وصول الكوكب إلى الأوج أو الحضيض ، نقاط على التوالي أبعد وأقرب من مدار الشمس).

يتراوح عرض المنطقة الصالحة للسكن في نظامنا الشمسي بين 0,5 و 3 وحدات فلكية. كما هو موضح في الشكل: في حالة النجوم الأكثر ضخامة وإضاءة من الشمس ، تقع المنطقة الصالحة للسكن على مسافة أكبر من النجم نفسه لأن كمية أكبر من الطاقة تستثمر الكواكب (الكمية الدقيقة تتناسب مع مربع مسافة). بالنسبة للنجوم الأصغر والأكثر خفوتًا ، مثل النجوم القزمة ، تكون المنطقة الصالحة للسكن أقرب إلى النجم. الكواكب الشبيهة بالأرض لها أهمية كبيرة في البحث عن الحياة في الفضاء.

ماذا سنكون بدون النجوم في الفضاء؟

وتتبع النجوم أيضًا تطورها الخاص، مثل الكواكب والحياة على الأرض، وتمر بمراحل من زيادة السطوع، والنمو، أو الانقراض البطيء، خاصة في بداية ونهاية وجودها. خلال هذه المراحل، تتغير المنطقة الصالحة للسكن وفقًا لذلك. إن شمسنا الآن في مرحلة تطورية مستقرة، أي في منتصف عمرها تقريبًا.

منذ خمسينيات القرن العشرين، تم تحديد ودراسة العديد من الكواكب الواقعة في المنطقة الصالحة للحياة حول النجوم البعيدة (الكواكب الخارجية). تكون هذه الكواكب أكبر حجماً وأكثر كتلة من الأرض، مما يجعل اكتشافها أسهل باستخدام أدواتنا الفلكية. مع تطور الأدوات الأكثر دقة وتقنيات البحث الجديدة، تم اكتشاف المزيد والمزيد من الكواكب بحجم الأرض. تشير الدراسات الحديثة إلى أنه قد يكون هناك أكثر من 10 مليارات من الكواكب بحجم الأرض تدور حول نجوم شبيهة بالشمس. فقط في مجرتنا.

كواكب الصحراء في الفضاء

فئة مثيرة للاهتمام من الكواكب الخارجية هي الكواكب الصحراوية. يمكن العثور على هذه الأنواع من الكواكب ، حيث تندر المياه ، في منطقة محيطية أكبر من الكواكب الأخرى لسببين: 1) نظرًا لعدم وجود جليد وثلج (أسطح بيضاء) بكميات كبيرة ، فإنها تعكس ضوءًا أقل ويمكنها الحفاظ عليها درجات حرارة عالية حتى على مسافات أكبر من الشمس ؛ 2) بفضل انخفاض تبخر الماء ، وبالتالي انخفاض تأثير الاحتباس الحراري ، فإنه يحافظ على درجات حرارة مناسبة للحياة حتى على مسافات أقصر من المسافة النموذجية بين الأرض والشمس.

ومع ذلك، فقد تم التشكيك في مفهوم المنطقة الصالحة للسكن، على أساس فرضية مفادها أن الماء السائل قد يكون موجودًا على كواكب أخرى بفضل العمليات الطاردة للحرارة مثل التسخين المد والجزر أو الاضمحلال الإشعاعي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور على الماء في المحلول مع عناصر أخرى، في ظل ظروف مختلفة من درجة الحرارة والضغط. وهذا يعني أنه ستكون هناك بعض العوالم المناسبة لتطور الحياة خارج المناطق الصالحة للسكن، حيث لا نبحث عنها.