طيلة أربع سنوات تقريبًا ، كانت مركبة الفضاء كبلر التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) تتنقل في الفضاء ، وتقوم بمسح ركن المجرة. رصدت أكثر من 150.000 نجم ، بحثًا عن كواكب بحجم الأرض تنتمي إلى أنظمة شمسية أخرى. لم تخذل المهمة؛ وجد كيبلر أمثلة لا حصر لها على نوع من الكوكب يعرف باسم الأرض الفائقة.
قد تذكرك هذه الكواكب البعيدة بالبيت - فهي صخرية وأصغر من عمالقة الغاز ، وتقع بالقرب من نجمها وتتمتع بجو رقيق نسبيًا. لكنها أكبر بكثير من الرخام الأزرق: هذه الأرض الفائقة هي كتلة صخرية أكبر بمرتين إلى عشرة أضعاف كتلة الأرض.
نظرًا لوجود عدد كبير جدًا من الأرض الفائقة ، يطرح السؤال التالي: ماذا سيحدث لكوكبنا إذا كان حجمه ضعفين أو حتى 10 أضعاف الآن؟
من المحتمل أن تكون الأرض والكواكب الداخلية الأخرى لنظامنا الشمسي متجهة في هذا الاتجاه ، قال ميكي روزنتال ، مرشح الدكتوراه الذي يدرس تكوين الكوكب في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، لـ Live Science. تقول روزنتال إن إحدى النظريات هي أن كوكب المشتري الهائل أصبح كبيرًا جدًا لدرجة أنه قطع الوصول إلى الكتل البنائية الكونية اللازمة لجعل الكواكب الداخلية أكبر - مما يجوعها بشكل فعال.
بغض النظر عن سبب حجم الأرض الحالي ، لا توجد طريقة لمعرفة ما سيحدث للأرض حقًا إذا كانت فائقة. لكن العلماء لديهم بعض الأفكار بناءً على ما تعلموه عن أبناء عمومتنا البعيدين.
بالنسبة للمبتدئين ، ستكون أقصر - أنت وجبل إفرست وكل شجرة في منتزه سيكويا الوطني في كاليفورنيا - لأنه إذا قمت بزيادة حجم كوكب ما وحافظت على كل شيء آخر متطابقًا ، فستزداد الجاذبية أيضًا. إذا كان حجم الأرض ضعف حجمها ، فستكون أثقل ، لأن قوة الجاذبية تزداد مع زيادة كثافة الكوكب ونصف قطره. سوف يستغرق الأمر المزيد من الطاقة لمقاومة سحب الجاذبية ، لذا فإن الهياكل التي لدينا اليوم لن تكون قوية بما يكفي لتقف مثل ارتفاعها الآن.
قال روري بارنز ، المنظر الذي يدرس قابلية كوكب الأرض في جامعة واشنطن ، لـ Live Science ، إنه مع وجود كوكب أكبر ومجال جاذبية أقوى ، ستواجه الأرض أيضًا المزيد من التصادمات. وقال بارنز إنه ككوكب كبير ، فإن جذب الجاذبية الأكبر للأرض سيجذب بشكل فعال المزيد من الكويكبات الأكبر حجماً ، لذا فإن اصطدامات "من نوع هرمجدون" ستصبح مصدر قلق أكثر مما هي عليه الآن.
إذا كانت الأرض الفائقة الافتراضية أكبر من ذلك ، على سبيل المثال ، 10 أضعاف كتلتها الحالية ، يمكن أن تبدأ التغيرات الدرامية في الحدوث في باطن الأرض. سيكون اللب الحديدي والعباءة السائلة أكبر بعشر مرات ، ومع زيادة الجاذبية التي تعمل على كتلة أكبر ، فإن الضغط تحت سطح الأرض سيزداد. وقال بارنز إن هذا الضغط العالي قد يتسبب في ترسيخ قلب الحديد.
حتى الآن ، تولد التيارات الحرارية في قلبنا السائل جزئيًا المجال المغناطيسي للأرض. وقال بارنز إنه إذا صلب النواة ، ستتوقف التيارات ويمكن إضعاف المجال المغناطيسي أو القضاء عليه. قال بارنز: إذا تلاشى مجالنا المغناطيسي أو اختفى ، فسيكون ذلك سيئًا جدًا للحياة على الأرض.
وأشار بارنز إلى أن مجالنا المغناطيسي "يحمي الحياة على كوكب الأرض من شرور الفضاء". وبدونه ، يمكن للجسيمات المشحونة التي تطير في الفضاء ، والتي تسمى أيضًا العواصف الشمسية ، أن تصطدم بالأرض. وقال إن هذه الجسيمات الدقيقة يمكن أن تسبب جميع أنواع المشاكل ، بما في ذلك تفتيت الحمض النووي وزيادة خطر الإصابة بالسرطان.
وأشار بارنز أيضًا إلى أن الداخل الأكبر يمكن أن يجعل الأرض الفائقة أكثر نشاطًا بركانيًا مما هو عليه الآن. مع زيادة نصف قطر الكوكب ، هناك المزيد من الطاقة في الداخل وعدد أقل من الأماكن للهروب من هذه الطاقة. وقال إن المزيد من الانفجارات البركانية لن تكون مفاجئة. قد تكون تكتونيات الصفائح أيضًا مختلفة على الأرض الفائقة. لكن التأثير الدقيق لا يزال سؤال مفتوح. قد يكون الوشاح الأكبر أيضًا أكثر سخونة ، مما قد يتسبب في تيارات حمل حرارية أكثر قوة تدفع الصفائح أكثر. في المقابل ، من الممكن أنه تحت الضغط العالي ، سيتم دمج القشرة تمامًا معًا ولن تكون تكتونيات الصفائح موجودة على الإطلاق.
استنادًا إلى الأرض الفائقة التي اكتشفها العلماء حتى الآن ، لا يمكننا أن نكون على يقين من أن الأرض ستكون صالحة للسكن حتى لو كانت فوق الأرض. كان تلسكوب كيبلر الفضائي الأفضل في اكتشاف الكواكب القريبة من نجمها - وهي أقرب بكثير من الأرض إلى الشمس. معظم الأرض الفائقة المعروفة للعلم قريبة تقريبًا من نجمها مثل كوكب عطارد.
قال هيلكي شليختينج ، الأستاذ المساعد في الفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس ، إن الأرض قابلة للمقارنة ، لذا يجب أن يكون لها مدارًا مدته حوالي 100 يومًا. وقال شليتشتينج أن هذا المدار قد يكون صالحًا للسكن في أنظمة ذات نجم أصغر من الشمس ، ولكن إذا كانت الأرض قريبة جدًا من الشمس ، فإن كل الماء على الكوكب سيتبخر.
وبعبارة أخرى ، ستكون الأرض خارج المنطقة الصالحة للسكن ، وفي جوهرها ، ستصبح كوكبًا بخاريًا ، على حد قولها.
من المثير للدهشة أن العديد من الأرض الفائقة المكتشفة حتى الآن تبدو غنية بالمياه ، مثل عوالم مائية كاملة ، قال رودريجو لوغر ، زميل أبحاث فلاتيرون في مركز مؤسسة سيمون للفيزياء الفلكية الحاسوبية في مدينة نيويورك ، في مقابلة. وقال إنه من المحتمل أن تكون هذه الكواكب تشكلت من قطع كبيرة من الجليد ثم هاجرت لاحقًا بالقرب من نجومها ، مما دفع الجليد إلى الذوبان.
ومع ذلك ، قد لا تكون هذه الكواكب صالحة للسكن ، حيث تنهار محيطاتها العميقة إلى طبقة جليدية صلبة. لا يتشكل هذا الجليد بسبب درجات الحرارة المنخفضة ، ولكن عن طريق الضغط الشديد من المحيطات العميقة للغاية ، مما يدفع جزيئات الماء إلى الحالة الصلبة. تمنع هذه الطبقة الجليدية أي تفاعل بين الغلاف الجوي والداخلية للكوكب ، مما يعني عدم وجود دورة كربون (وهي عملية يتم فيها تدوير الكربون عبر الغلاف الجوي والمحيطات والقشرة) أو عدم تبادل المعادن (الذي ينظم درجة حرارة الأرض على المدى الطويل عبر التفاعل بين الغلاف الجوي وعباءة) ، وفقا لوغر. هذا لا يعزز قابلية السكن - على الأقل مدى الحياة كما نعرفها.
الحقيقة هي أن العلماء لديهم أسئلة حول الأرض الفائقة أكثر من إجاباتهم. قال لوغر: "نحن لا نفهم تمامًا فيزياء المناطق الداخلية الخاصة بنا ، ناهيك عن وجود كوكب بعيد عن العديد من الأنظمة الشمسية." لا نعلم ماذا سيحدث إذا تم تضخيم الأرض أو قربها من الشمس. ولكن ، حتى الآن ، يبدو من حسن الحظ أننا لا نعيش على كوكب واحد من تلك الأشياء.
ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه القصة للإشارة إلى أنه إذا كانت الأرض ضعف كتلتها ، فستزداد الجاذبية ، ولكن ليس بمقدار الضعف. أيضًا ، لتوضيح أن الأرض الفائقة هي كواكب يتراوح وزنها بين ضعف وعشرة أضعاف كتلة كوكبنا.
