قد تحتوي الكواكب التي لا تحتوي على نجوم على أقمار مناسبة للحياة

نوردويجك ، هولندا – قد تنشأ الحياة في أحلك الأماكن: قمر كوكب يتجول في المجرة بدون نجم.

يمكن لشد الحبل بين القمر وكوكبه أن يحافظ على بعض الأقمار الصناعية دافئة بما يكفي لوجود الماء السائل هناك – وهي حالة تعتبر على نطاق واسع ضرورية للحياة. تشير عمليات المحاكاة الحاسوبية الآن إلى أنه بالنظر إلى المدار والغلاف الجوي المناسبين ، فإن بعض الأقمار تدور حول كواكب شريرة يمكن أن تبقى دافئة لأكثر من مليار سنة، أفادت عالمة الفيزياء الفلكية جوليا روتشيتي في 23 مارس في ندوة PLANET-ESLAB 2023. هي وزملاؤها أيضا الإبلاغ عن النتائج التي توصلوا إليها 20 مارس في المجلة الدولية لعلم الأحياء الفلكي.

يقول روتشيتي ، من المرصد الأوروبي الجنوبي في جارشينج بألمانيا: “قد يكون هناك العديد من الأماكن في الكون حيث يمكن أن توجد ظروف صالحة للسكن”. لكن يفترض أن الحياة تحتاج أيضًا إلى استقرار طويل الأمد. “ما نبحث عنه هو أماكن يمكن فيها الحفاظ على هذه الظروف الصالحة للسكن لمئات الملايين أو المليارات من السنين.”

لا يلزم بالضرورة أن تأتي القابلية للسكن والاستقرار من الشمس القريبة. اكتشف علماء الفلك حوالي 100 كواكب عديمة النجوم، ربما تكون بعضها من سحب الغاز والغبار بالطريقة التي تشكلت بها النجوم ، ومن المحتمل أن البعض الآخر قد انبعث من أنظمتها الشمسية في المنزل (SN: 7/24/17). تشير عمليات المحاكاة الحاسوبية إلى أنه قد يكون هناك عدد من هذه الكواكب العائمة بحرية عدد النجوم في المجرة.

قد تحتوي هذه الكواكب اليتيمة أيضًا على أقمار – وفي عام 2021 ، حسب الباحثون هذه الأقمار لا يلزم أن تكون في أماكن باردة وجرداء.

ما لم يكن مدار القمر عبارة عن دائرة كاملة ، فإن قوة الجاذبية لكوكبها تشوهها باستمرار. ينتج عن الاحتكاك داخل القمر حرارة. في نظامنا الشمسي ، تتم هذه العملية على أقمار مثل إنسيلادوس زحل و يوروبا كوكب المشتري (SN: 11/6/17 ؛ SN: 8/6/20). قد يحافظ الغلاف الجوي السميك بدرجة كافية ، والذي يحبس الحرارة ، والذي من المحتمل أن يهيمن عليه ثاني أكسيد الكربون ، على إبقاء السطح دافئًا بدرجة كافية حتى يظل الماء سائلاً. يمكن أن يأتي هذا الماء من التفاعلات الكيميائية مع ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين في الغلاف الجوي ، والتي بدأت من تأثير الجسيمات المشحونة عالية السرعة من الفضاء.

لكن مثل هذا القمر لن يبقى دافئًا إلى الأبد. نفس قوى الجاذبية التي تسخنه تصنع مداره أيضًا في دائرة. تدريجيًا ، يؤدي مد وتدفق الجاذبية الذي يشعر به القمر إلى تشوهه بشكل أقل فأقل ، ويتضاءل إمداد حرارة الاحتكاك.

في الدراسة الجديدة ، أجرت Roccetti وزملاؤها 8000 محاكاة حاسوبية لنجم يشبه الشمس بثلاثة كواكب بحجم المشتري. أظهرت هذه المحاكاة أن الكواكب التي يتم إخراجها من نظامها الشمسي ستبحر غالبًا إلى الفضاء مع أقمارها.

ثم أجرى الفريق عمليات محاكاة لتلك الأقمار ، التي يُفترض أنها بحجم الأرض ، وهي تدور حول كواكبها على طول المدار الذي انتهى به الأمر أثناء عملية الطرد. كان الهدف هو معرفة ما إذا كان تسخين الجاذبية قد حدث ، وما إذا كان قد استمر لفترة كافية حتى تنشأ الحياة هناك. ربما أصبحت الأرض صالحة للسكن في غضون بضع مئات الملايين من السنين، على الرغم من أن أقدم دليل على الكائنات الحية هنا يعود إلى حوالي مليار سنة بعد تشكل الكوكب (SN: 1/26/18).

نظرًا لأن الغلاف الجوي مهم للاحتفاظ بالحرارة ، فقد أجرى الفريق حساباتهم باستخدام ثلاثة بدائل. وجد الفريق أنه بالنسبة للأقمار التي لها نفس ضغط الغلاف الجوي للأرض ، فإن فترة الصلاحية المحتملة للسكن استمرت حوالي 50 مليون سنة على الأكثر. ولكن يمكن أن تستمر لما يقرب من 300 مليون سنة إذا كان الضغط الجوي أكبر بعشر مرات من ضغط الأرض ، ولمدة 1.6 مليار سنة تحت ضغوط أكبر بعشر مرات. قد يبدو هذا المقدار من الضغط شديدًا ، لكنه قريب من الظروف على كوكب الزهرة المماثل الحجم.