بقلم كاثرين كورني

ليس قريبًا جدًا ، ولكن ليس بعيدًا جدًا. لطالما كانت هذه هي القاعدة التي تصف مدى بُعد الكوكب عن نجمه من أجل الحفاظ على الحياة. لكن دراسة جديدة تتحدى هذا القول المأثور: يمكن للكوكب أن يحافظ على الماء والسوائل الأخرى على سطحه إذا تم تسخينه ، ليس عن طريق ضوء النجوم ، ولكن عن طريق التسوس الإشعاعي ، حسب الباحثين. ويفتح هذا إمكانية للكثير من الكواكب - حتى عوالم حرة الطيف غير مرتبطة بالنجوم لاستضافة الحياة ، كما يتكهنون.

النظائر المشعة مثل اليورانيوم 238 ، الثوريوم 232 ، والبوتاسيوم 40 الفلفل قشرة الأرض وعباءة. عندما تتحلل هذه النويدات المشعة غير المستقرة ، فإنها تولد كمية صغيرة من الطاقة - حوالي واحد وثلاثين ألف التي يتم تلقيها من الشمس. لكن الباحثين اقترحوا الآن أن بعض الكواكب ، خاصة تلك التي تتكون بالقرب من مركز مجرتنا درب التبانة ، قد تمتلك ما يكفي من هذه النظائر المشعة لتوليد حرارة كافية لمنع سطوحها من التجمد تمامًا.

يقول آفي لوب ، عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة هارفارد ، والمؤلف المشارك للدراسة الجديدة: "يمنحك ذلك حرية التواجد في أي مكان". "لست بحاجة إلى أن تكون قريبًا من نجم".

نظر لوب وماناسفي لينجام ، عالم الفلك في معهد فلوريدا للتكنولوجيا ، في ثلاثة مصادر للحرارة لكوكب لا شمس له: بقايا الحرارة من تكوينه ، والانحلال الإشعاعي للنظائر طويلة العمر على مدى مليارات السنين ، والانحلال الإشعاعي قصير المدى عاش النظائر على مدى مئات الآلاف من السنين. ثم قاموا بنمذجة درجات حرارة سطح الكواكب ذات الكتل المختلفة ووفرة النويدات المشعة لتحديد ما إذا كان الماء والأمونيا والإيثان - ثلاثة مذيبات موجودة في النظام الشمسي - يمكن أن توجد كسوائل.

تقرير لينغمان ولوب في مجلة Astrophysical Journal Letters يتطلب تدفئة كوكب يكفي لإسالة الماء ما يقرب من 1000 مرة وفرة الأرض لكلا النوعين من النظائر المشعة . وجد Lingam و Loeb أن الكواكب التي لها نفس كتلة الأرض ولكن مع حوالي 100 مرة من وفرة النويدات المشعة ستضخ ما يكفي من الحرارة للحفاظ على سائل الإيثان على مدى مئات الملايين من السنين. وقدر Lingam و Loeb أن مستويات الإشعاع في مثل هذه العوالم ستكون أعلى بمئات المرات من الجرعات المتوسطة التي مر بها سكان تشيرنوبيل بعد الكارثة النووية الأوكرانية في عام 1986.

يقول لينغام إنه من غير المحتمل أن تعيش الحياة متعددة الخلايا مثل هذا التشعيع. لكن بعض أكثر الميكروبات تطرفًا في الأرض سيكون لها أفضل من فرصة القتال. على سبيل المثال ، فإن Deinococcus radiodurans ، وهي بكتيريا عالية المقاومة للإشعاع ، ستعمل بشكل جيد ، كما يقول Lingam. " Deinococcus radiodurans هو كائن مجنون حقا."

هل يمكن لكوكب واحد أن يجمع مثل هذا المخزون الكبير من النويدات المشعة؟ هذا هو السؤال الأساسي ، كما يقول لوب. هذه العوالم ، إذا كانت موجودة في مجرتنا ، ربما يجب أن تولد بالقرب من مركز درب التبانة. وذلك لأن العناصر الثقيلة مثل اليورانيوم والثوريوم يُعتقد أنها تُنتج في تصادمات بين النجوم النيوترونية ، ومن المرجح أن تحدث مثل هذه التصادمات في المركز المكتظ بالسكان في المجرة.

لكن العثور على مثل هذا الكوكب سيكون مفاجئًا لأنه يختلف تمامًا عن العوالم الأخرى في نظامنا الشمسي ، كما يقول تيم ليشتنبرغ ، عالِم الكواكب في جامعة أكسفورد الذي لم يشارك في البحث. "من الصعب القول أنه مستحيل. لكنها بالتأكيد ليست القاعدة ".

إذا كان أحد هذه العوالم موجودًا ، فقد يتمكن تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، المقرر إطلاقه في عام 2021 ، من اكتشافه بفضل الإشعاع الذي سيصدره. لكن إحدى كاميرات التلسكوب ستحتاج إلى 10 أيام تقريبًا للكشف عن الإشارة ، والتي ستكون أقوى في الأشعة تحت الحمراء ، حسب Lingam و Loeb. ويمكن أن يختلف تقدير التعرض بشكل كبير اعتمادًا على عمر الكوكب ، ووفرة النويدات المشعة ، والكتلة. يقول لينغام: "هناك الكثير من الأشياء المجهولة". "لم نقل الكلمة الأخيرة".