ماذا يعني ان تكون الكواكب خارج المجموعة الشمسية صالحة للحياة؟

الصالح للحياة لا يعني انه مؤهول 

The hunt for exoplanets © 

Getty images

تعتمد جميع اشكال الحياة على مكون واحد وهو الماء السائل، لذا اثناء بحث الفلكيون عن كواكب صالحة للحياة فهم يركزون على الكواكب التي تتوفر على الماء في الحالة السائلة.

كل نجم يتوفر على منطقة تسمح بتواجد كواكب صالحة للحياة وتسمى تلك المنطقة بـ (المنطقة المعتدلة - Goldilocks zone) حيث لا تكون الحرارة عالية جدا او منخفضة. تحصل الكواكب التي في المنطقة المعتدلة على طاقة من النجم لدعم توفر الماء السائل، إن كان الكوكب قريبا جدا من النجم فيعني ذلك. أن الماء سيتبخر أو اذا كان بعيدا جدا عن النجم فيعني ذلك ان الماء سيتجمد.

ومع ذلك، فكل هذا لا يضمن أن يكون الماء في الحالة السائل على كوكب في المنطقة المعتدلة أمرا ممكنا. يمكن ان يكون الخلاف الجوي للكوكب سميكًا جدًا مما يجعل درجة الحرارة مرتفعة للغاية، وحتى إن وجدت الكواكب الصالحة للحياة فهذا لا يعني أنها مؤهولة.

كثافة النجم النيوتروني

الكثافة الإجمالي للنجم النيوتروني تتراوح من 3.7×10¹⁷ إلى 5.9×10¹⁷ kg/m3 

(2.6×10¹⁴ الى 4.1×10¹⁴ مرة ضعف كثافة الشمس)، والذي يشابه الكثافة التقريبية لنواة ذرة 3×10¹⁷ kg/m³. تتراوح كثافة النجم النيوتروني من أقل من 1×10⁹ kg/m3 في القشرة – ويتزياد العمق إلى ما يزيد عن – 6×10¹⁷ او 8×10¹⁷ kg/m3   الأكثر عمقاً في الداخل (أعلى كثافة من نواة الذرة).

وجد العلماء كوكبًا يشبه الأرض يدور حول نجم يشبه الشمس

HYPERSPHERE/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images

لقد وجد علماء الفلك من قبل كواكب شبيهة بالأرض، ولكن عادة حول نجوم يطلق عليها أسم (قزم أحمر). وهي مشكلة كبيرة إلى حد ما فإشعاعات هذه النجوم تجعل من الكواكب التي تدور حولها غير صالحة للسكن. لحسن الحظ، قد يكون هناك كوكب أخر أفضل نتطلع له في المستقبل.

الباحثون وجدوا كوكب خارج المجموعة الشمسية، تم تسميته بـ KOI-456.04، وحجمه أصغر بمرتين من حجم الأرض و يدور حول نجمه (كبلر-160) و يوفر حوالي 93 في المئة من مستويات الضوء التي يتلقاها كوكبنا. المسافة بين الكوكب و نجمه مماثلة للأرض ، كما أنه يستغرق 378 يومًا لإكمال دورة واحدة.

عثر الفريق على الكوكب بتمشيط بيانات تلسكوب كيبلر الفضائي القديمه وباستخدام خوارزميتين جديدتين يهدف الفريق إلى دراسة سطوع النجم. بدلاً من البحث عن التعتيم المفاجئ لضوء النجم، وهي العلامة المعتادة لرصد كوكب ما، فحصت الخوارزميات بحثًا عن تعتيم أكثر دقة.

هذا الخبر ليس رسميًا بعد. يثق العلماء بنسبة 85 في المائة في أن KOI-456.04 هو كوكب، لكن الدراسات المباشرة ضرورية للوصول إلى علامة 99 في المائة اللازمة للإعلان عن أنه كوكب خارجي. لربما سنضطر إلى الانتظار حتى يصبح تلسكوب James Webb Space متوفرا للحصول على تأكيد، ومن المؤكد أنك لن تكون قادرًا على زيارت Kepler-160 فهو على بعد 3140 سنة ضوئية. إذا تم تأكيد الطبيعة الكوكبية له، فسوف يصبح من الواضح أن الظروف اللازمة لكوكب شبيه بالأرض ليست نادرة تمامًا كما تعتقد.

ما هو اللون الحقيقي للشمس؟

 اللون الحقيقي للشمس أبيض. السبب في أن الشمس تبدو صفراء بالنسبة لنا هو أن الغلاف الجوي للأرض يبعثر الألوان ذات الطول الموجي الأكبر ، مثل الأحمر والبرتقالي والأصفر بشكل أقل. وبالتالي ، فإن هذه الأطوال الموجية هي ما نراه ، وهذا هو سبب ظهور الشمس باللون الأصفر.

عندما كنت طفلاً ، من شبه المؤكد أنك رسمت الشمس على شكل وجه على دفتر ملاحظاتك ، ودائمًا ما كان لون وجه الشمس أصفر. وإذا كنت من محبي غروب الشمس وشروقها، فسيكون لون وجه الشمس برتقاليًا أو أحمر.

ومع ذلك ، قد تفاجأ عندما تعلم أن الشمس ليست برتقالية أو صفراء أو أي شيء بينهما. في الواقع ، لون الشمس أبيض!

كان هذا رد فعلي عندما سمعت ذلك أيضا! حتى أنني لم أصدق ذلك ، لكنه صحيح. اذا استطعت النظر للشمس من الفضاء الخارجي فستبدو لك بيضاء تمامًا!

لكن لماذا تبدو الشمس صفراء إذا كانت بيضاء حقًا؟ حسنا ، دعنا نكتشف.

- كيف تحصل الشمس على لونها

الألوان المنبعثة من الشمس

الضوء المنبعث من الشمس هو في الواقع أبيض ، وهو يحتوي على جميع الترددات المرئية للضوء. في الواقع ، باستخدام منشور ، يمكنك كسر ضوء الشمس إلى مجموعة كاملة من الألوان: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. كلها تشكل ألوان قوس قزح. للضوء الأحمر أعلى طول موجة والأزرق أقل طول موجة.

- الغلاف الجوي للأرض

السبب الذي يجعل الشمس تبدو صفراء بالنسبة لنا هو بسبب الغلاف الجوي للأرض . يبعثر الغلاف الجوي للأرض الضوء في المنطقة ذات الطول الموجي بين الأزرق والنيلي والبنفسجي ، في حين أن الألوان ذات الطول الموجي الأكبر ، مثل الأحمر والبرتقالي والأصفر ، أقل انتشارًا. هذه الأطوال الموجية المتبقية هي ما نراه ، وهذا هو سبب ظهور الشمس باللون الأصفر. الغلاف الجوي للأرض هو سبب ظهور السماء زرقاء في النهار ، بدلاً من ان تكون سوداء ، كما هو الحال في الليل.

Credits:Diana Savich/Shutterstock

في الواقع ، عندما تكون الشمس قريبة من خط الأفق ، تتبعثر كمية اكبر من الضوء الأزرق بواسطة الغلاف الجوي للأرض ، مما يجعل الشمس تبدو أكثر احمرارًا عند غروب الشمس وشروقها ؛ لهذا السبب ، تبدو السماء أيضًا أكثر احمرارًا في هذه الأوقات.

- لون الشمس في الفضاء

عندما يُنظر إلى الشمس من الفضاء ، تظهر بيضاء تمامًا ، وذلك لأن الضوء المنبعث من الشمس لا يتبعثر بواسطة الغلاف الجوي للأرض ؛ يستطيع الفلكيون رؤية اللون الحقيقي للشمس.

منظر للشمس من الفضاء

لقد اعتدنا على فكرة أن لون الشمس أصفر ، وهذا هو السبب في أن علماء الفلك يلونون في بعض الأحيان صورة الشمس "البيضاء" التي أخذوها إلى الأصفر أو الأحمر.

الآن بعد أن عرفت كل هذا ، في المرة القادمة عندما تريد رسم صورة للشمس ، ارسمها باللون الأبيض بدلاً من الأصفر. عندما يسألك احد عن سبب كون شمسك ليست صفراء اللون ، ما عليك سوى إعطائه درسًا سريعًا عن الجو والضوء والعالم من حوله!

المراجع :

• Stanford Solar Center

9 أشياء لا يستطيع رواد الفضاء القيام بها في الفضاء

بصرف النظر عن صعوبات التنقل اتناء
المهمات فضائية، يواجه رواد الفضاء صعوبات
في الذهاب إلى الحمام والنوم.
Getty Images

بعض الأشياء اليومية تكاد تكون مستحيلة بالنسبة لرواد الفضاء للقيام بها في الفضاء .

يتم حظر العناصر مثل الملح والخبز في محطة الفضاء الدولية بسبب مخاوف من أنها سترسل قطعًا عائمة في كل مكان ومن المحتمل أن تتسبب في تلف المعدات الفضائية أو استنشاقها من قبل رواد الفضاء عن طريق الخطأ. 

يجب أيضًا تغير بعض العادات الأساسية كالأكل و النوم و الاستحمام.

يقدم رواد الفضاء الكثير من التضحيات عندما يبتعدون عن الأرض.

بالإضافة إلى مخاطر السفر إلى الفضاء والوقت الطويل الذي يقضونه بعيدين عن أسرهم ، تأتي الجاذبية الصغرى بمجموعة جديدة كاملة من القواعد التي تغير العديد من جوانب الحياة اليومية لرواد الفضاء.

فيما يلي تسعة أشياء لا يمكن لرواد الفضاء القيام بها في الفضاء.

• لا يمكن لرواد الفضاء البكاء كما يفعلون على الأرض.

REUTERS/Mikhail Metzel/Pool

يمكن لرواد الفضاء أن يضحكوا في الفضاء كما يريدون ، لكن البكاء مختلف تمامًا بدون جاذبية.

عندما سُئل عما إذا كان يمكنه البكاء في الفضاء ، أجاب رائد الفضاء الكندي كريس هادفيلد ، "هل يمكنك البكاء في الفضاء؟ تذرف عينيك الدموع ولكنها تلتصق ككرة سائلة عليها. في الواقع ، إنها تلدغ قليلاً. لذا - دموع الفضاء لا تذرف ".  

ما لم يزل رائد الفضاء الماء بمنديل، يمكن أن تشكل الدموع في الفضاء كتلة ضخمة يمكن أن تتحرر من عينيك، كما أوضح موقع  The Atlantic  . لذا في الفضاء ، يمكنك في الواقع مشاهدة كرة من دموعك تطفو. 

• لا يمكنهم استهلاك العناصر مثل الخبز والمشروبات الغازية.

أثناء وجودهم في الفضاء ، يستبدل رواد الفضاء
 الخبز بالتورتيلا. LaryLitvin/Shutterstock

وفقًا لمعهد فرانكلين ، يصعب جدًا نقل الأطعمة إلى الفضاء وتناولها هناك.

الخبز ، على سبيل المثال ، يمكن أن يتبعثر فتاته ويتلف المعدات أو يستنشقها رواد الفضاء عن طريق الخطأ. لذلك ، وفقًا لوكالة ناسا ، تم استخدام التورتيلا منذ الثمانينيات.

عندما يتعلق الأمر بالمشروبات ، فإن المشروبات الغازية تكون خارج الطاولة ( ممنوعة ) لأنها لا تتماشى مع بيئة منعدمة الوزن. قالت " فيكي كلوريس - Vickie Kloeris "، عالمة الغذاء في وكالة ناسا - مركز جونسون للفضاء في هيوستن وتدير نظام الغذاء لمحطة الفضاء الدولية، "إن المشروبات الغازية حاليًا لا يمكن استهلاكها في الفضاء لأن الكربونات والصودا لن تنفصل في الجاذبية الصغرى".

كما تم حظر الملح والفلفل بسبب قدرتهما على الطفو بعيدًا وإتلاف المعدات أو الدخول في فم رائد الفضاء أو أذنيه أو أنفه. لحسن الحظ ، طورت وكالة ناسا إصدارات سائلة كبديل.

وفقًا لموقع Space.com ، كان رواد الفضاء في مهمة Gemini 3 التابعة لوكالة ناسا لعام 1965  الأشخاص الوحيدين الذين استمتعوا بتناول الخبز في الفضاء - قام "جون يونج - John Young" بتهريب شطيرة لحم البقر للفضاء. 

• لا يستطيع رواد الفضاء الكتابة بأقلام عادية.

قلم Fisher space متاح لأي شخص لشراءه.
 قلم للكتابة في الفضاء
 Space Pen/Facebook

إذا حاولت الكتابة بقلم بشكل مقلوب ، فستعرف أنه لا يعمل. يحتاج الحبر إلى الجاذبية حتى يتدفق. وفقًا لـ   Scientific American ، استخدم رواد الفضاء من الولايات المتحدة ورواد الفضاء من روسيا الأقلام الميكانيكية في الفضاء.

ثم في عام 1965 ، حصلت شركة Fisher Pen على براءة اختراع خرطوشة قلم مضغوطة بالنيتروجين. يدفع هذا الضغط الحبر نحو الطرف ، مما يسمح للقلم بالعمل حتى عندما يكون مقلوبًا أو في درجات الحرارة القصوى أو تحت الماء. الأقلام لا تزال تستخدم الى اليوم . 

• لا يمكنهم تنسيق وقت نومهم مع شروق وغروب الشمس.

رائد الفضاء "جريجوري جونسون - Gregory C. Johnson"
 ، طيار STS-125 ، يرقد في كيس نومه في مكوك الفضاء
 الذي يدور حول الأرض اتلانتيس.
 Reuters/Ho New

في محطة الفضاء الدولية ، يمكن لرواد الفضاء تجربة ما يصل إلى 16 غروبًا في اليوم على مدار الساعة. لذلك لا يمكن أن تعتمد جداول نومهم على أنماط الإضاءة. للاستعداد لذلك ، يخضع رواد الفضاء للتدريب المكثف على النوم قبل رحلتهم الى الفضاء، وفقًا لموقع Space.com.

• شرب الكحول غير مسموح به في الفضاء.

يقال أن Buzz Aldrin قد شرب النبيذ على القمر
 في عام 1969.
© NASA

على الرغم من اقتراح شيري (نوع من النبيد) مرة واحدة في عام 1972  كجزء من وجبات رواد الفضاء ، إلا أنها لم تصل أبدًا إلى محطة الفضاء بسبب الغضب العام من شرب رواد الفضاء في الفضاء ، وخلقت الحاجة إلى حظر الكحول.

وقال "دانييل هووت - Daniel G Huot" ، المتحدث باسم مركز جونسون للفضاء التابع لوكالة ناسا ، لبي بي سي: "لا يُسمح بالكحول على متن محطة الفضاء الدولية". ولكن يبدو أن رواد الفضاء الروس يسمح لهم بشرب الكونياك (الكونياك هو مشروب كحولي مقطر من العنب) من أجل صحة المناعة.

ومع ذلك ، فإن هذا المنطق لا علاقة له بالعلم. 

قال "ديف هانسون - Dave Hanson" ، أستاذ علم الاجتماع في جامعة ولاية نيويورك في بوتسدام ، لبي بي سي: "إنه شيء سياسي. إنه شيء ثقافي. إنه ليس شيئًا علميًا" .

قبل الحظر ، شرب Buzz Aldrin النبيذ على القمر ، ولكن لم يتم بثه أبدًا. 

• الجنس غير مسموح به أيضًا.

سيكون الجنس في الفضاء صعبًا للغاية. NASA

الجنس محظور في المهمات الفضائية. حتى الآن ، لا تعترف محطة الفضاء بأي عملية جنس حدث في الفضاء. 

كما يشير موقع Slate : سيكون من الصعب للغاية ممارسة الجنس في الفضاء ، نظرًا لافتقار رواد الفضاء للخصوصية ، وأيضا أعباء العمل هائلة ، ونقص الجاذبية.

•لا يمكنهم الاستمتاع بحمام ساخن.

في الفضاء ، يتم الحفاظ على الماء للشرب.
  Jon Rawlinson/flickr

في الفضاء ، يجب على رواد الفضاء استخدام جميع الموارد - وخاصة الماء كونه باهظ الثمن في النقل - بأكبر قدر ممكن من الكفاءة. بدلاً من الاستحمام ، يأخذ رواد الفضاء الحمامات الإسفنجية باستخدام الماء المقطر من الرطوبة في الهواء ، والبول . من نظافة الفم ، وغسل اليدين ، الى أشياء أخرى.

وفقًا لوكالة ناسا ، يتم جمع المياه في محطة الفضاء الدولية من الرطوبة في الهواء ومن النفايات البشرية لتحويلها إلى مياه شرب نقية. لا توجد أيضًا طريقة فعالة بشكل خاص لغسل الملابس ، لذا فإن رواد الفضاء يكررون الملابس. 

• لا يمكن لرواد الفضاء التذوق أيضًا أثناء تواجدهم في الفضاء.

يتم تقديم مجموعة متنوعة من الأطعمة
على متن محطة الفضاء الدولية.
   NASA/Wikimedia Commons

أفادت وكالة ناسا أن رواد الفضاء يمكن أن يبدأوا بفقدان حاسة التذوق أثناء تواجدهم في الفضاء. و بمجرد عودتهم إلى الأرض ، يقولون أن الأطعمة طعمها أقوى بكثير.

قد يكون أحد أسباب ذلك أنه في الفضاء ، تتحرك السوائل في الجسم بشكل مختلف بسبب نقص الجاذبية. لذلك ، تذهب السوائل في الجسم إلى الرأس ، حيث يمكن أن يحشو الممرات الأنفية. هناك فرضية أخرى هي أن الروائح القوية في مقصورة محطة الفضاء الدولية تبدد حاسة الشم، والتي بدورها تخفف من حاسة التذوق.

• التبول في الفضاء صعب للغاية.

المرحاض على متن محطة الفضاء الدولية. NASA

قال بيغي ويتسن الذي قضى 665 يومًا في الفضاء ، في وقت سابق لـ Business Insider: "رقم اثنان ...تحدي أكثر صعوبة لأنك تحاول ضرب هدف صغير جدًا" . الحمام (إذا كان يمكنك تسميته بذلك) ليس له باب أيضًا -- مجرد ستارة -- ويجب على رائد الفضاء أن يربط نفسه حتى لا يطفوا بعيدًا.

يمكن أن يسبب نقص الجاذبية بعض المضاعفات ، حيث يمكن أن تطفو قطع النفايات البشرية بعيدًا.

رائدة الفضاء كريستينا كوتش تحطم الرقم القياسي لأطول مهمة فضائية تقوم بها امرأة

( كريستينا هاموك كوتش - Christina Hammock Koch) (و.29 يناير 1979- ) مهندسة أمريكية ورائدة فضاء تعمل في وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) ، وقد سجلت رقماً قياسياً جديداً لأطول مهمة تقوم بها امرأة.

(Image: © NASA)

أمضت كريستينا كوتش 289 يوما في الفضاء، محطمة الرقم القياسي الذي سجلته بيجي ويتسون، التي عادت إلى الأرض بعد 288 يوما في الفضاء.

وتمكنت رائدة الفضاء الأمريكية خلال رحلتها من تسجيل رقم قياسي آخر، عندما قامت هي وزميلتها رائدة الفضاء جيسيكا مير بأول مهمة نسائية خالصة خارج محطة الفضاء الدولية في أكتوبر/تشرين الأول 2019، في إنجاز شاهده الملايين بجميع أنحاء العالم.



انطلقت كوتش إلى المحطة الفضائية يوم 14 مارس على ما كان متوقعًا أن تكون مهمة مدتها ستة أشهر. ثم تم تمديد إقامتها بواسطة ناسا ، جزئياً لجمع المزيد من البيانات حول تأثيرات رحلات الفضاء الطويلة. من المقرر أن تهبط الآن في 6 فبراير 2020.

وقالت كوتش "إنه شيء رائع بالنسبة للعلم. أن نرى جانبًا آخر لكيفية تأثر جسم الإنسان بالجاذبية الصغرية على المدى الطويل. هذا مهم حقًا بالنسبة لمخططاتنا الفضائية المستقبلية ، وللمضي قدمًا إلى القمر والمريخ".

إذا بقيت عودتها إلى الأرض كما هو مخطط لها ، فستكون كوتش قد سجلت 328 يومًا في الفضاء.

6 أماكن المحتمل احتواءها على حياة في النظام الشمسي

لا زلنا لا نملك أدلة لا تقبل الشك على وجود حياة خارج كوكب الأرض ، لكن عبر نظامنا الشمسي توجد بعض الإمكانيات المذهلة للحياة البدائية لإيجاد ملاذ آمن. بعض أقمار كوكب المشتري وزحل مثيرة للاهتمام ، وهناك أيضا بعض المفاجآت في أماكن معينة على سطح المريخ.

إليكم أفضل ستة مرشحين كأفضل مواقع للبحث عن حياة بدائية في نظامنا الشمسي.

> المحطة الأولى: إنسيلادوس

إنسيلادوس - Enceladus

فورات ضخمة من بخار الماء في إنسيلادوس -Enceladus ، وتنبعث من المنطقة القطبية الجنوبية. 

(Image: © Image courtesy of NASA/JPL-Caltech and Space Science Institute)

إنسيلادوس هو سادس أكبر أقمار الكوكب زحل، واكتشفه ويليام هيرشل في عام 1789م، ويبدو أنه يوجد ماء سائل أسفل طبقة إنسيلادوس الجليدية، وتطلق البراكين الجليدية في القطب الجنوبي نافورات ضخمة من بخار الماء، والمواد المتطايرة الأخرى، وبعض الجزيئات الصلبة (بلورات الثلج، كلوريد الصوديوم، وما إلى ذلك) في الفضاء (وإجمالي وزنها يصل إلى 200 كجم في الثانية الواحدة تقريبًا). بعض من هذه المياه يعود إلى القمر على شكل "ثلج"، وبعض منها يهطل على حلقات زحل، والبعض الآخر يصل إلى زحل نفسه، ويُعتقَدُ أن الحلقة إي كلها تكونت من هذه الجزيئات الجليدية، ونظرًا لوجود تلك المياه الظاهرة على السطح أو بالقرب منه، فقد يكون إنسيلادوس واحدًا من أفضل الأماكن التي يبحث فيها البشر عن حياة خارج كوكب الأرض.

> المحطة التالية: المريخ

المريخ - Mars

Science/AAAS

لا يزال المريخ يتمتع بشعبية بين المهتمين عن البحث عن حياة خارج الأرض. المثير للاهتمام بشكل خاص هي الخطوط المظلمة التي تظهر في حفرة هورويتز. من المحتمل أن تكون المياه الذائبة فقط على بعد شبر أسفل بشرة المريخ المتربة. مسبار بسيط نسبيا يمكن أن يعاين هذه البيئة الموحلة. 

يبلغ قطر المريخ حوالي 4212 ميلاً (6،779 كم)

> المحطة التالية: تيتان

تيتان - Titan

NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute

قمر Titan هو أكبر أقمار زحل والعالم الوحيد في النظام الشمسي (إلى جانب الأرض) المعروف بالبحيرات السائلة. و هي بحيرات من الإيثان والميثان - الغاز الطبيعي السائل - على الرغم من المكونات الغريبة ودرجات حرارة تيتان الجليدية (ناقص 290 درجة فهرنهايت ، أو 179 درجة مئوية تحت الصفر) ، فإنه عالم حيث الكيمياء دخلت في مغامرة مثيرة.

 تيتان قطره 3200 ميل (5150 كم).

> المحطة التالية: أوروبا

أوروبا - Europa

NASA/JPL

برز أوروبا كأحد أهم المواقع في النظام الشمسي من ناحية صلاحية السكن المحتملة حتى الآن ليس هناك دليل لتلك الحياة ولكن قد تكون تحت الجليد وتشبة تلك الموجودة على ألأرض في اعماق المحيطات حول الفوهات الحرمائية وقد  لاحظ العلماء المنافس الحارة لأول مرة عام 1977م في صدع جلاباجوس، في أعماق البحر حيث اكتشف العلماء بلح البحر ومخلوقات متنوعة تجمعت تحت البحر حول فوهات بركانية المعروفة بمدخنين سود و تزدهر هذه المخلوقات على الرغم من عدم وصول نور الشمس حيث تولد طاقتها من تأكسد المواد الكيماوية التفاعلية مثل الهيدروجين الفار من داخل الأرض وبدراسة علم الأحياء توصل العلماء بأن الحياة ليس من الضروري أن تكون معتمدة على الشمس ،وقد يكون أوروبا مثل الأرض يمتلك مصدر طاقة داخلي في سبتمبر 2009 اكتشف أن الأشعة الكونية تؤثر على المثلجات المائية الموجودة على سطح أوروبا وتحولها إلى أوكسجين محيط أوروبا يمكن أن ينجز أوكسجين أعظم من محيطات الأرض إذا أوروبا اليوم من المحتمل بيئة صالحة للسكن لأن أوروبا له كل مكونات الحياة

يمتلك Europa متوسط نصف قطر ​​قدره 970 ميل (1،560.8 كم) ودرجة الحرارة ليست أكثر من -150 درجة مئوية.

> المحطة التالية: كوكب الزهرة ، الكوكب الجهنمي

كوكب الزهرة - Venus

NASA/GSFC

تبلغ درجة حرارة سطح الزهرة (850 فهرنهايت أو 454 درجة مئوية). يُفترض أن الكوكب عمومًا عقيم.

لكن عالم الكواكب " ديفيد غرينسبون - David Grinspoon " ، منسق علم الأحياء الفلكي في متحف دنفر للطبيعة والعلوم ، يشير إلى أن درجات الحرارة المرتفعة في جو كوكب الزهرة يمكن تحملها. و قد يعمل ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي وأول أكسيد الكربون كغذاء للميكروبات الطافية.

عرض كوكب الزهرة هو 7521 ميلا (12،104 كم). 

> المحطة التالية: كاليستو و جانيميد لـِ كوكب المشتري

كاليستو و جانيميد - Callisto and Ganymede

NASA

لقد فكرت في هذين القمرين لكوكب المشتري ، حيث أشعر أنهما مرشحان بنفس القوة. مثل جارهم الأكثر شهرة أوروبا ، قد يكون جانيميد و كاليستو يملكان في اعماقهما محيطات سائلة.

 يبلغ قطر كاليستو أكثر من 2985 ميلاً (4800 كم) ؛ قطر جانيميد 3270 ميل (5262.4 كم).

ما هو كسوف الشمس الحلقي ؟

يحدث كسوف الشمس الحلقي عندما يغطي القمر مركز الشمس، تاركًا الحواف الخارجية المرئية للشمس لتشكل "حلقة من النار" أو حلقة حول القمر.

"حلقة النار" المميزة.

©iStockphoto.com/m-ikeda

يحدث كسوف الشمس عندما يلقي القمر (القمر في مرحلة المحاق) بظلاله على الأرض. ظل القمر ليس كبيرًا بما يكفي لإغراق الكوكب بأكمله، لذلك يقتصر الظل دائمًا على منطقة معينة. تتغير هذه المنطقة أثناء الكسوف لأن القمر والأرض يتحركان باستمرار: تدور الأرض باستمرار حول محورها بينما تدور حول الشمس، ويدور القمر حول الأرض.

يكون كسوف الشمس ظاهرا فقط من داخل المنطقة التي يسقط فيها الظل، وكلما اقتربت من مركز مسار الظل، كلما كان الكسوف أكبر .

متى يحدث كسوف الشمس الحلقي ؟

كسوف الشمس الحلقي يمكن أن يحدث فقط عندما:

1- عند وصول القمر مرحلة المحاق. (وقوع القمر بين الأرض وامام الشمس)

2 - في الوقت نفسه، يكون القمر (قريبًا جدًا) من عقده قمرية، بحيث تكون الأرض والقمر والشمس محاذاة في خط مستقيم (أو مستقيم تقريبًا).

3- القمر بالقرب من أبعد نقطة له عن الأرض، تسمى الأوج، لذلك تبقى الحافة الخارجية للشمس مرئية كحلقة من أشعة الشمس.

 مراحل كسوف الشمس الحلقي

هناك 5 مراحل مميزة لكسوف الشمس الحلقي:

أولا - يبدأ الكسوف الجزئي: تبدأ صورة ظلية للقمر في الظهور أمام قرص الشمس. تبدو الشمس كما لو أن جزء صغير قد أخذ منها.

ثانيا - يبدأ الكسوف الكامل أو الحلقي: تظهر حلقة النار. لبضع ثوانٍ فقط مع بدء ظهور الحلقة، يمكن في بعض الأحيان رؤية خرزات بيلي، التي تبدو وكأنها حبات من الضوء، على حافة القمر.

تأثير خرزات بيلي هي حبات لامعة من الضوء تظهر قبل اكتمال كسوف الشمس الكلي بثوان قليلة أو بعد انتهاء الكسوف الكلي بثوان أيضا. وسبب خرزات بيلي هو انعكاسات لاشعة الشمس على فوهات اطراف سطح القمر

أقصى الكسوف : يغطي القمر وسط قرص الشمس.



ثالثا - اكتمال ظهور الحلقة النارية بشكل واضح: يبدأ القمر في التحرك بعيدًا عن قرص الشمس. مرة أخرى، قد تكون خرزات بيلي مرئية على حافة القمر.

رابعا - ينتهي الكسوف الجزئي: توقف القمر عن تداخل مع قرص الشمس. الكسوف ينتهي في هذه المرحلة.

كم يستغرق كسوف الشمس الحلقي من الوقت؟

الكسوف الحلقي يمكن أن يستمر أكثر من 3 ساعات في المواقع التي تكون فيها الحلقة مرئية. من البداية إلى النهاية، يمكن أن تكون المدة الإجمالية للكسوف الحلقي أكثر من 6 ساعات ولكن ليس في مكان واحد، عندما تكون حلقة النار مرئية فقط في السماء، يمكن أن تتراوح بين أقل من ثانية إلى أكثر من 12 دقيقة.

 حماية عينيك!

لا تنظر أبدًا إلى الشمس، دون حماية مناسبة للعين، مثل نظارات الكسوف. يمكن لأشعة الشمس أن تحرق شبكية العين في العينين مما يؤدي إلى تلف دائم أو حتى العمى.

من الطرق الآمنة لمشاهدة كسوف الشمس ارتداء نظارات كسوف واقية أو عرض صورة لكسوف الشمس باستخدام جهاز عرض ذوثقب .

-الـ5 كسوف الشمس الحلقي القادمة :

كسوف الشمس (الحلقي): 26 ديسمبر 2019

كسوف الشمس (الحلقي): 21 يونيو 2020

كسوف الشمس (الحلقي): 10 يونيو 2021

كسوف الشمس (الحلقي): 14 أكتوبر 2023

كسوف الشمس (الحلقي): 2 أكتوبر 2024

كيف نعرف من ماذا تتكون الكواكب ؟

هناك حرفيا سكستليون من النجوم تتخلل جميع أنحاء الكون. تحتوي مجرتنا وحدها على ما لا يقل عن 400 مليار منها ، ومع ذلك ، بالنسبة لجزء كبير من تاريخنا ، لم نكن متأكدين مما إذا كانت مجرتنا وحدها ، أو ما إذا كان نظامنا الشمسي نفسه متميزًا أم فريدًا. لقد تغير كل ذلك الآن ، ويرجع الفضل في ذلك إلى "عيوننا في السماء" ، مثل  هابل وتلسكوب كبلر الفضائي  .

تساعدنا هذه التلسكوبات على رؤية الأشياء التي لا تميزها العين البشرية باستخدام مرشحات حساسة لانبعاثات الأشعة فوق البنفسجية ، الأشعة تحت الحمراء والأشعة السينية.
بالإضافة إلى الصعوبات التي ظهرت في محاولة اكتشاف مصادر الضوء الخافت ، فإن النجوم الأم للكواكب تفرض تحديًا آخر. غالبًا ما يتسبب سطوعها الهائل في توهج الكوكب. لهذه الأسباب ، تم اكتشاف ومراقبة أقل من 5٪ من الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية مباشرةً ، ومعظم تلك الكواكب عمالقة غاز أو جليد. إذاً كيف نكتشف مثل هذه الكواكب عندما يكون الضوء الذي ينبعث منها باهت مقارنة بالنجم الأم؟

ما تحتاج إلى معرفته حول العثور على عوالم غريبة:

في الأيام الخوالي ، قمنا بقياس موضع النجم في السماء ولاحظنا كيف سيتغير وضعه بمرور الوقت. عادةً ما يتم ذلك بشكل مرئي باستخدام سجلات مكتوبة بخط اليد ، ولكن ، لحسن الحظ ، تسمح لنا التكنولوجيا الحديثة باتخاذ مسار أسهل وأكثر فاعلية ، مما أدى فيما بعد إلى استخدام طرق غير مباشرة مختلفة لاكتشاف الكواكب. ربما الأكثر تبجيلا هو طريقة السرعة الشعاعية ( أو كما يسمى ايضا : تحليل دوبلر الطيفي ). كما يحدث مع الشمس والكواكب في نظامنا الشمسي، فنجوم أخرى مع كواكبها تتحرك في مدارات صغيرة خاصة بهم إستجابة لجاذبية الكوكب/كواكب .

طريقة السرعة الشعاعية
(الائتمان: مرصد لاس كومبريس)
 ( المصدر )

  

يؤدي ذلك إلى اختلافات في السرعة التي يتحرك بها النجم نحو الأرض أو بعيدًا عنها. يمكن استنتاج السرعة الشعاعية من الإزاحة في الخطوط الطيفية للنجم الأصل بسبب تأثير دوبلر ، وهو التغير في تردد الموجة لمراقب يتحرك بالنسبة لمصدر الموجة.

وبشكل أكثر تحديدًا ، تقيس طريقة السرعة الشعاعية هذه الاختلافات من أجل تأكيد وجود أي كوكب أو كواكب . المشكلة هي أن الطريقة تعتمد على المسافة ، لذلك نحن ننظر عموما في أماكن قريبة. لا تبعد أكثر من 160 سنة ضوئية عن الأرض.

هناك نوع آخر من العقبات ... يمكن العثور بسهولة على كواكب ضخمة قريبة من النجوم ، ولكن كلما كانت مدارات كواكب خارج المجموعة الشمسية أبعد عن نجمها الأم ، كلما كان من الصعب العثور عليها. كما أن الكواكب ذات المدارات التي تميل بشدة إلى خط البصر من الأرض تنتج تذبذبات أصغر ، وبالتالي يصعب اكتشافها .

بالنسبة للنجوم الأكثر بُعدًا ، نعتمد بشكل عام على طريقة العبور. من خلاله ، يراقب الفلكيون كوكبًا يمر أمام نجمه الأم بالنسبة لنا. إذا كان هناك كوكب ، فسوف يعيق القليل من ضوء النجم. إذا لم يكن الأمر كذلك ، فإن لمعان النجم يبقى دون تغيير. يعتمد مدى التعتيم على حجم النجم وأي كوكب يدور حوله. هذه التقنية أبعد ما تكون عن المثالية ، لأنها لا تعطينا أي معلومات حقيقية حول كتلة الكوكب . ومع ذلك ، فإنه يلقي الضوء على أشياء مثل نصف القطر والتركيب الكيميائي.

تصور طريقة العبور ( المصدر )

لا يمكن رؤية العبور الحقيقي إلا في ظل ظروف معينة: أي عندما تكون المحاذاة بين مدار الكوكب و المراقب . بالإضافة إلى ذلك ، نادراً ما تتحول الكواكب الأرضية ( الكواكب الصخرية ) الصغيرة إلى كوكب المشتري الحار فقط الذي يدور حول نجمه الأصلي. السبب هو جزء بسيط جدا: نظرًا لأنها أصغر بكثير من عوالم كوكب المشتري ، فإن الضوء الذي تعيقه قليل جداً مما يجعل اكتشاف العبور أكثر صعوبة.

ومع ذلك ، هناك مزايا. يبدو أن هذه الطريقة تعمل بشكل أفضل عند مسح العديد من النجوم في وقت واحد. يمكن لمسوحات العبور أن تجد بفعالية الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية بمعدل يتجاوز طريقة السرعة الشعاعية عدة مرات ؛  اكتشف كيبلر وحده أكثر من 2000 مرشح حتى الآن.

كيف نعرف من ماذا تتكون الكواكب :

على مر السنين ، قمنا بضبط تقنياتنا بدقة ، واخترعنا العديد من التقنيات الجديدة وحققنا الكثير من التقدم في إيجاد عوالم غريبة. الآن ، يمكننا حتى تحديد مبدئيا من ماذا تتكون بعض الكواكب الخارجية  .

من أجل القيام بذلك ، نحصل على ما يعرف باسم طيف انتقال الكواكب ، والذي يتم الحصول عليه باستخدام الضوء الذي يتدفق عبر الغلاف الجوي للكوكب. بسبب التباين في الحجم ، من المستحيل فعليًا التمييز بين الكوكب والنجم ، لذلك نسجل طيف النجم قبل وأثناء العبور ( - إذا لم يكن للكوكب غلاف جوي ، فسيحظر نفس كمية الضوء في جميع الأطوال الموجية- ). إذا حدث ذلك ، فإن الغازات الموجودة في الغلاف الجوي تمتص ضوءًا إضافيًا. ثم يتم تقسيم الرقمين وتحصل على طيف إنتقال الغلاف الجوي للكوكب.

مرة أخرى ، هذا ليس بالأمر السهل نظرًا لأن الضوء الذي يحجبه الكوكب هو مجرد نسبة مئوية من إجمالي إنتاج النجم. ومع ذلك ، فمن الممكن. عندما يتفاعل الضوء مع الذرات والجزيئات في جو الكواكب الخارجية ، فإنه يمتص بعض أطوال الموجات على الطيف ، وتدل تلك الأطوال الموجية على بعض العناصر الموجودة .

طويل جداً؛ لم أقرأه  ( TL;DR)

بشكل أساسي: باستخدام التحليل الطيفي على ضوء النجوم الذي يتدفق عبر الغلاف الجوي لكوكب غريب ، يمكننا أن نتعلم تكوين الكوكب على أساس أطوال موجات الضوء الموجودة. كل عنصر له بنية ذرية معينة ، مما يؤدي إلى امتصاص / عكس أطوال موجية مختلفة.

هل لديك نصيحة ، تصحيح أو تعليق؟ اسمح لنا أن نعرف على dex.science@yandex.com

ما هو المجال المغناطيسي للأرض؟

Image credit - ESA/ATG medialab

لا يمكنك رؤيته ، ولكن يوجد حقل قوة غير مرئي حول الأرض. حسنًا ، ليس حقل قوة ، بل حقل مغناطيسي عملاق يحيط بالأرض ، ويعمل كحقل قوة ، يحمي الكوكب - وكل الحياة - من الإشعاع الفضائي. دعونا نلقي نظرة على المجال المغناطيسي للأرض.



الأرض تشبه المغناطيس الكبير. يقع القطب الشمالي للمغناطيس بالقرب من قمة الكوكب ، بالقرب من القطب الشمالي الجغرافي ، والقطب الجنوبي يقع بالقرب من القطب الجنوبي الجغرافي. تمتد خطوط المجال المغنطيسي من هذه القطبين لعشرات الآلاف من الكيلومترات في الفضاء ؛ هذا هو المجال المغناطيسي الأرضي.


الأقطاب الجغرافية والأقطاب المغناطيسية متباعدة بما فيه الكفاية بحيث يميزها العلماء بشكل مختلف. إذا تمكنت من رسم خط بين القطبين الشمالي والجنوبي المغنطيسي ، فستحصل على محور مغناطيسي مائل على بعد 11.3 درجة عن محور دوران الأرض. ومن المعروف أن هذه الأقطاب المغناطيسية تتحرك في جميع أنحاء السطح ، وتتجول الى ما يصل إلى 15 كم كل عام.



يعتقد العلماء أن الحقل المغناطيسي للأرض ينتج عن التيارات الكهربائية التي تتدفق في اللب الخارجي السائل عميقا داخل الأرض. على الرغم من أنه معدن سائل ، فإنه يتحرك خلال عملية تسمى الحمل الحراري. وحركات المعدن في القلب تشكل التيارات والمجال المغناطيسي.


كما ذكرت في الجزء العلوي من هذا المقال ، فإن المجال المغناطيسي للأرض يحمي الكوكب من الإشعاع الفضائي. بل حتى من الرياح الشمسية للشمس التي هي جزيئات مشحونة للغاية انفجرت من الشمس . يقوم الغلاف المغناطيسي للأرض بتوجيه الرياح الشمسية حول الكوكب ، بحيث لا يؤثر علينا. بدون الحقل المغنطيسي ، ستجرد الرياح الشمسية غلافنا الجوي - وهذا هو ما حدث للمريخ على الأرجح. تطلق الشمس أيضًا كميات هائلة من الطاقة والمواد في "انبعاث كتلي إكليلي - coronal mass ejections" اختصار CME. هذه CMEs ترسل وابل من الجزيئات المشعة في الفضاء. مرة أخرى ، يحمينا الحقل المغناطيسي للأرض ، عن طريق توجيه الجزيئات بعيدا عن الكوكب ، ومنعنا من التعرض للإشعاع.


يعكس المجال المغناطيسي للأرض نفسه كل 250000 عام أو نحو ذلك. يصبح القطب المغناطيسي الشمالي هو القطب الجنوبي ، والعكس صحيح. ليس لدى العلماء نظرية واضحة حول سبب حدوث الانتكاسات. ملاحظة واحدة مثيرة للاهتمام هو أننا تأخرنا كثيرا عن الانعكاس. حدث آخر واحد منذ حوالي 780،000 سنة.

هل لديك نصيحة ، تصحيح أو تعليق؟ اسمح لنا أن نعرف على dex.science@yandex.com

كم عدد الكواكب الشبيهة بالأرض حول النجوم الشبيهة بالشمس؟

     انطباع فنان عن تلسكوب كبلر الفضائي التابع لوكالة ناسا والذي اكتشف آلاف الكواكب الجديدة. بحث جديد يستخدم بيانات كيبلر ، يوفر أدق تقدير حتى الآن لمدى توقعنا أن نجد كوكبًا يشبه الأرض بالقرب من نجم يشبه الشمس. Credit: NASA/Ames Research Center/W. Stenzel/D. Rutter

تقدم دراسة جديدة التقدير الأكثر دقة لتردد الكواكب التي تشبه الأرض في حجمها والمسافة بينها وبين نجمها المضيف وتدور حول نجوم مشابة لشمسنا. إن معرفة معدل وجود هذه الكواكب التي يمكن أن تكون صالحة للسكن سيكون أمرًا مهمًا لإعداد المهمات الفلكية المستقبلية لتمييز الكواكب الصخرية القريبة حول النجوم الشبيهة بالشمس والتي يمكن أن تدعم الحياة. تظهر ورقة تصف النموذج في The Astronomical Journal  (14 أغسطس 2019).

تم اكتشاف آلاف الكواكب بواسطة تلسكوب كبلر الفضائي التابع لناسا. لاحظ كيبلر ، الذي تم إطلاقه عام 2009 وأوقفته وكالة ناسا عن العمل عام 2018 عندما استنفدت إمدادات وقوده ، مئات الآلاف من النجوم وحدد كواكب خارج نظامنا الشمسي -( الكواكب الخارجية )- عن طريق توثيق حدث العبور. تحدث أحداث العبور عندما يمر مدار الكوكب بين نجمه والتلسكوب ، مما يحجب بعض ضوء النجم بحيث يبدو خافتًا. من خلال قياس مقدار التعتيم والمدة بين العبور واستخدام المعلومات حول خصائص النجم ، يميز علماء الفلك حجم الكوكب والمسافة بين الكوكب ونجمه المضيف .

وقال Eric B. Ford ، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا وأحد قادة فريق البحث: "اكتشف كيبلر كواكب بمجموعة واسعة من الأحجام والتركيبات والمدارات". "نريد استخدام تلك الاكتشافات لتحسين فهمنا لتكوين الكواكب ولتخطيط بعثات مستقبلية للبحث عن كواكب قد تكون صالحة للسكن. ومع ذلك ، فإن مجرد حساب الكواكب الخارجية ذات حجم معين أو المسافة المدارية أمر مضلل ، لأن العثور علي الكواكب الصغيرة البعيدة عن النجم الذي تدور حوله اصعب من العثور علي الكواكب الكبيرة القريبة من نجمها " .

للتغلب على هذه العقبة ، صمم الباحثون طريقة جديدة لاستنتاج معدل تواجد الكواكب بمختلف الاحجام والمسافات المدارية . يحاكي النموذج الجديد "أكوان" من النجوم والكواكب ثم "يلاحظ" هذه " الأكوان المحاكاة " لتحديد عدد الكواكب التي كان سيتم اكتشافها بواسطة كبلر في كل "عالم".

وقال Danley Hsu ، طالب دراسات عليا في جامعة ولاية بنسلفانيا وأول مؤلف للورقة : "استخدمنا المجموعه الأخير للكواكب التي حددها كيبلر وخصائص النجوم المحسنة من مركبة الفضاء غايا التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية لبناء عمليات المحاكاة لدينا". "بمقارنة النتائج مع الكواكب التي صنفها كيبلر ، حددنا معدل الكواكب لكل نجم وكيف يعتمد ذلك على حجم الكوكب والمسافة المدارية. سمح نهجنا الجديد للفريق بحساب العديد من الآثار التي لم يتم تضمينها في الدراسات السابقة ".

نتائج هذه الدراسة وثيقة الصلة بشكل خاص بالتخطيط للبعثات الفضائية المستقبلية لتمييز الكواكب التي يمكن أن تكون شبيهة بالأرض. بينما اكتشفت مهمة كبلر الآلاف من الكواكب الصغيرة ، إلا أن معظمها بعيد جدًا لدرجة يصعب على علماء الفلك تعلم تفاصيلها عن تكوينها وأجواءها.

وقال Eric B. Ford : " يهتم العلماء بشكل خاص بالبحث عن علامات حيوية - جزيئات تدل على الحياة - في أجواء كواكب بحجم الأرض تقريبًا تدور حول" منطقة صالحة للسكن "لنجوم تشبه الشمس". "المنطقة الصالحة للسكن هي مجموعة من المسافات المدارية التي يمكن أن تدعم الكواكب فيها الماء السائل على أسطحها. البحث عن أدلة على وجود حياة على كواكب بحجم الأرض في المنطقة الصالحة لنجوم تشبه الشمس سيتطلب مهمة فضائية جديدة كبيرة."

يعتمد حجم هذه المهمة على وفرة الكواكب بحجم الأرض. تستكشف ناسا والأكاديميات الوطنية للعلوم حاليًا مفاهيم المهمة التي تختلف اختلافًا كبيرًا في الحجم وقدراتها. إذا كانت كواكب بحجم الأرض نادرة ، فإن أقرب كواكب شبيهة بالأرض بعيدة وستكون هناك حاجة إلى مهمة كبيرة طموحة للبحث عن أدلة على وجود حياة على كواكب شبيهة بالأرض. من ناحية أخرى ، إذا كانت الكواكب ذات حجم الأرض شائعة ، فستكون هناك كواكب خارجية بحجم كوكب الأرض تدور حول نجوم قريبة من الشمس وقد يتمكن مرصد صغير نسبيًا من دراسة أجواءها.

قال Danley Hsu : "على الرغم من أن معظم النجوم التي لاحظها كبلر هي على بعد آلاف السنين الضوئية من الشمس ، فقد لاحظ عينة كبيرة بما يكفي من النجوم التي يمكننا إجراء تحليل إحصائي دقيق لتقدير معدل الكواكب بحجم الأرض في المنطقة الصالحة للسكن من النجوم القريبة التي تشبه الشمس" .

بناءً على عمليات المحاكاة الخاصة بهم ، يقدر الباحثون أن حجم الكواكب القريبة جدًا من الأرض ، من ثلاثة أرباع إلى مرة ونصف حجم الأرض ، حيث تتراوح الفترات المدارية من 237 إلى 500 يوم ،( تقريبًا حوالي واحد من كل أربع نجوم ) . الأهم من ذلك ، نموذجهم يحدد عدم اليقين في هذا التقدير. يوصون بأن تقوم مهمات اكتشاف الكوكب المستقبلية بالتخطيط لمعدل حقيقي يتراوح بين كوكب واحد لكل 33 نجمًا إلى كوكب واحد تقريبًا لكل نجمين.

وقال Eric B. Ford : "إن معرفة عدد المرات التي ينبغي أن نتوقع فيها العثور على كواكب ذات حجم معين وفترة مدارية أمر مفيد للغاية لتحسين استطلاعات الكواكب الخارجية وتصميم البعثات الفضائية القادمة لزيادة فرص نجاحها إلى أقصى حد". "جامعة ولاية بنسلفانيا هي رائدة في تقديم أحدث الأساليب الإحصائية والحسابية لتحليل الملاحظات الفلكية لمعالجة هذه الأنواع من الأسئلة. معهد العلوم الإلكترونية لدينا (ICS) ومركز الاستراتيجيات (CASt) يوفران البنية التحتية والدعم وهذا يجعل هذه الأنواع من المشاريع ممكنة. "

يضم مركز الكواكب الخارجية والعوالم الصالحة للحياة في جامعة ولاية بنسلفانيا أعضاء هيئة التدريس والطلاب الذين يشاركون في مختلف أنواع أبحاث الكواكب خارج المجموعة الشمسية. قام فريق جامعة ولاية بنسلفانيا ببناء أداة Habitable Zone Planet Finder ، وهي أداة للبحث عن كواكب منخفضة الكتلة حول نجوم رائعة ، والتي بدأت مؤخرًا عمليات علمية في Hobby-Eberly Telescope ، الذي تعد جامعة ولاية بنسلفانيا شريكًا مؤسسًا له. يجري اختبار مطياف ثانٍ تم بناؤه في جامعة ولاية بنسلفانيا قبل أن يبدأ المسح التكميلي لاكتشاف وقياس كتل الكواكب ذات الكتلة المنخفضة حول النجوم الشبيهة بالشمس . تقدم هذه الدراسة تنبؤات حول ما سوف تجده مسوحات الكواكب هذه وسوف تساعد في توفير سياق لتفسير نتائجها.

بالإضافة إلى Hsu  و Ford ، يضم فريق البحث Darin Ragozzine و  Keir Ashby  من جامعة بريغهام يونغ. تم دعم البحث بواسطة ناسا ؛ المؤسسة الوطنية للعلوم الأمريكية (NSF) ؛ وكلية Eberly للعلوم ؛ قسم علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا ؛ مركز الكواكب الخارجية والعوالم الصالحة للسكن  ؛ ومركز علم الاحصاء الفلكي في ولاية بنسلفانيا. تم توفير موارد وخدمات الحوسبة المتقدمة بواسطة معهد ولاية بنسلفانيا للعلوم الإلكترونية ، بما في ذلك مجموعة CyberLAMP الممولة من NSF.

More information: Danley C. Hsu et al. Occurrence Rates of Planets Orbiting FGK Stars: Combining Kepler DR25, Gaia DR2, and Bayesian Inference, The Astronomical Journal (2019). DOI: 10.3847/1538-3881/ab31ab

مقدمة من Pennsylvania State University

متى ستموت الشمس؟

صورة مقربة لمنطقة نشطة على الشمس

(Image: © NASA/SDO)

الشمس تعطي الطاقة للحياة على الأرض ، وبدون هذا النجم ، لما كنا هنا. ولكن مثل معظم الأشياء في الفضاء ، حتى النجوم لها عمر محدود ، وفي يوم من الأيام سوف تموت شمسنا.

لا داعي للقلق بشأن موتها في أي وقت قريب من الان . داخل الشمس ، يعمل الانصهار النووي على تغذية النجم ، ولا يزال هناك الكثير من الوقود المتبقي - لحوالي 5 مليارات سنة

تتشكل النجوم مثل شمسنا من سحابة عملاقة من الغاز (معظمها من الهيدروجين والهيليوم) بدرجة كبيرة بحيث تنهار هذه السحابة تحت ثقلها. يكون الضغط مرتفعًا للغاية في وسط تلك الكتلة المنهارة من الغاز بحيث تصل الحرارة إلى مستويات لا يمكن تصورها ، مع درجات حرارة عالية لدرجة أن ذرات الهيدروجين تفقد إلكتروناتها. تندمج ذرات الهيدروجين المجردة هذه معًا لتصبح ذرات هيليوم ، ويصدر هذا التفاعل طاقة كافية لمواجهة ضغط الجاذبية الشديد الذي يجعل سحابة الغاز تنهار على نفسها . المعركة بين الجاذبية والطاقة الناتجة عن تفاعلات الاندماج تغذي شمسنا ومليارات النجوم الأخرى في مجرتنا وخارجها.

ماذا سيحدث عندما تموت الشمس؟

بعد حوالي 5 مليارات سنة ، سوف ينفد الهيدروجين من الشمس. 

إن نجمنا حاليًا في المرحلة الأكثر استقرارًا في دورة حياته منذ ولادة نظامنا الشمسي وذلك منذ 4.5 مليار سنة .

 بمجرد استخدام كل الهيدروجين ، ستنمو الشمس ولن تضل في هذه المرحلة المستقرة.

 كتبت جيليان سكودر - Jillian Scudder، عالمة الفيزياء الفلكية ، في مقال لـ  The Conversation ، أنه في ظل عدم وجود الهيدروجين للانصهار في قلب الشمس ، سيتشكل
الهيدروجين المنصهر حول النواة المليئة بالهيليوم . ستتولى قوى الجاذبية السيطرة على القلب وتسمح لبقية الشمس بالتمدد. سوف ينمو نجمنا ليكون أكبر مما نتخيل - كبيرًا لدرجة أنه سيغلف الكواكب الداخلية ، بما في ذلك الأرض. وذلك عندما تصبح الشمس عملاق أحمر .

لنحو مليار سنة ، ستحترق الشمس كعملاق أحمر. بعد ذلك ، سوف يستنفد الهيدروجين الموجود في هذا اللب الخارجي ، تاركًا وفرة من الهيليوم. بعد ذلك سوف يدمج هذا العنصر في عناصر أثقل ، مثل الأكسجين والكربون ، في تفاعلات لا تنبعث منها الكثير من الطاقة.
بمجرد اختفاء الهيليوم بالكامل ، ستتولى قوى الجاذبية زمام الامور، وستنكمش الشمس إلى قزم أبيض . جميع المواد الخارجية سوف تتبدد ، تاركة وراءها سديم كوكبي

قال عالم الفلك ألبرت زيلسترا - Albert Zijlstra من جامعة مانشستر بالمملكة المتحدة في بيان : "عندما يموت نجم ، فإنه يخرج كتلة من الغاز والغبار - المعروف باسم غلاف حول نجمي - في الفضاء. يمكن أن يكون غلاف حول نجمي بقدر نصف كتلة النجم. وهذا يكشف عن جوهر النجم ، و في هذه المرحلة من حياته ينفد الوقود وينطفئ قبل موته في النهاية ".

يقدر علماء الفلك أن الشمس لديها حوالي 7 مليارات إلى 8 مليارات سنة متبقية قبل أن تضعف وتتلاشى. قد تكون البشرية قد ولت منذ زمن بعيد ، أو ربما سنكون قد استعمرنا بالفعل كوكبًا آخر.

هل لديك نصيحة ، تصحيح أو تعليق؟ اسمح لنا أن نعرف على dex.science@yandex.com

هذا ما سيبدو عليه البشر إذا ولدوا في الفضاء

Lolostock/shutterstock

لقد درس العلماء الكثير من الحيوانات وهي حامل في الفضاء ، بما في ذلك السمك والفئران ، ولكن ليس البشر. 

سافرت أكثر من 60 امرأة إلى الفضاء ، ولكن لم تكن أي امرأة حامل أثناء الرحلة ، ناهيك عن الولادة أثناء الطفو بسبب إنعدام الجاذبية .



ولكن عند الحديث عن مستعمرات ومدن فضائية مستقبلية على المريخ ، هناك فرصة كبيرة لأن يلد الإنسان يومًا ما في مكان خارج الأرض، وهذا يثير بعض الأسئلة المثيرة للاهتمام. كيف سيكون ذلك ؟ كيف سيبدو أطفال ولدوا في الفضاء؟ وفي النهاية ، كيف ستكون الولادة في الفضاء مختلفه عن الولادة على الأرض؟


الفرق الأكثر وضوحا هو بيئة الجاذبية المنخفضة ، وبدون مساعدة من الجاذبية الأرضية ، قد يصبح الأمر أكثر صعوبة بالنسبة للأم عندما يحين الوقت لدفع الطفل للخارج. بالإضافة إلى ذلك ، إذا عشنا يومًا ما في الفضاء بشكل دائم ، فإن بعض مخاطر الحمل ستكون أكبر بكثير مما هي على الأرض.


بدون ضغط الجاذبية الأرضية ، تفقد عظامنا الكثافة. تشير الدراسات إلى أن رواد الفضاء ، على سبيل المثال ، يفقدون 1٪ إلى 2٪ من كثافة عظامهم لكل شهر يقضونه في الفضاء ، وسيكون هذا أمرًا خطيرا بشكل خاص عند الولادة لأن الحوض قد ينكسر في هذه العملية. في الواقع ، يوصي الأطباء بأن تتجنب النساء ذوات العظام الهشة الولادة الطبيعية تمامًا، مما قد يعني أن الولادت في الفضاء ستسلك منحى مختلف. قد يؤدي ذلك إلى زيادة الاعتماد على الولادة القيصرية للأشخاص الذين سيفضلون العيش في الفضاء.

[ملاحظة ] : الولادة القيصرية هي نوع من أنواع الولادة غير الطبيعية، وفيها يقوم الجراح بعملية جراحية، حيث يتم فيها شق البطن والرحم لاستخراج الجنين عند تعذر الولادة الطبيعية، ويقوم بإجرائها جراح متخصص وهو "جراح التوليد". الجراحة القيصرية هي عملية جراحية حيث يتم إحداث شَق أو أكثر في بطن الأم والرحم لإنجاب طفل أو أكثر.... ويكيبيديا

نحن نعلم بالفعل أن الطريقة التي تلد بها النساء تؤثر على بنية جسمهن. على سبيل المثال ، حجم رؤوسنا مقيد بحسب حجم قنوات ولادة أمهاتنا. مع وجود المزيد من الولادات القيصرية، يمكن أن يؤدي ذلك إلى ظهور رؤوس أكبر في ذريتنا لأنها لن تكون مقيدة بحجم قناة الولادة.

 لن تكون الرؤوس الكبيرة هي التغيير الرئيسي الوحيد. يمكن أيضا ان يتغير لوننا. ذلك لأننا في الفضاء لدينا حماية أقل من إشعاعات الفضاء الضارة مثل الأشعة الكونية ، لذلك للتصدي لذلك ، قد يتطور لدينا أنواع جديدة من ألوان البشرة ، مثل الميلانين الذي يحمي بشرتنا من أشعة الشمس فوق البنفسجية على الأرض. قد يعني هذا أن الأجيال القادمة التي تعيش خارج الأرض ستتطور لتتميز بألوان بشرة مختلفة.

كلما زاد الميلانين لديك ، كلما كانت بشرتك أغمق. لذا ، يتوقع البعض أن الأشخاص الذين يعيشون في الفضاء قد يصبح لون جلدهم أغمق بمرور الوقت. لكن هذه التغييرات قد تستغرق قرون أو آلاف السنين لوقت كاف لأجيال عديدة من النساء لتلد في الفضاء. في النهاية ، يمكن أن يتطور الأشخاص الذين يعيشون في الفضاء ليكونوا مختلفين بما فيه الكفاية عن الأشخاص على الأرض ، بحيث نعتبرهم أنواعًا مختلفة.

ولكن الآن ، نحن بحاجة فقط إلى امرأة شجاعة للغاية لتمهيد الطريق.

 المصدر :  Business Insider 

كوكب خارج المجموعة الشمسية يسرب المعادن الثقيلة إلى الفضاء

رسم توضيحي لفنان لنظام WASP-121
NASA و ESA و J. Olmsted (STScI)

ان WASP-121b هو كوكب غير عادي. إنه كوكب المشتري الحار ، أكبر قليلاً من عملاق الغاز في نظامنا الشمسي ولكن قريب جدًا من نجمه لدرجة أن درجة حرارته تصل إلى آلاف الدرجات. الكوكب هو أول كوكب اكتشف  له ستراتوسفير ، ولكن على عكس كوكبنا ، فإنه يحتوي على طبقة من أكسيد التيتانيوم بدلاً من الأوزون.


[ ملاحظة ]  :المشتري الحار هو نوع من الكواكب الخارجية ويطلق هذا المصطلح على الكواكب الخارجية الغازية التي تملك كتلة قريبة من كتلة المشتري أو تزيد عليها، ولكن ليس كالمشتري الذي في النظام الشمسي الذي يبعد 5.2 وحدة فلكية عن الشمس، فالكواكب التي يطلق عليها هذا المصطلح تبعد عن نجومها بحدود 0.015 إلى 0.05 وحدة فلكية ومن هنا جاءت التسمية. ... ويكيبيديا


الغلاف الجوي العلوي أكثر سخونة من الطبقات السفلية له ، حيث يتجاوز 2500 درجة مئوية (4600 درجة فهرنهايت). يكون الجو حارًا لدرجة أن معظم المعادن تذوب ، والآن هابل شاهد بعض هذه المعادن تفر من الكوكب - شيء لم يسبق له مثيل من قبل.


كما ورد في The Astronomical Journal ، الكوكب قريب جدًا من النجم لدرجة أنه يتم تجريده من الهيدروجين والهيليوم ، وهما أخف العناصر. ونظرًا لأن هذه الغازات يتم سحبها بواسطة النجم ، فإن العناصر الأخرى تفلت أيضًا ، بما في ذلك الحديد والمغنيسيوم على شكل غاز.

وقال ديفيد سينج الباحث البارز بجامعة جونز هوبكنز في بيان "شوهدت المعادن الثقيلة في الكواكب الخارجية من قبل لكن في الأجواء السفلية فقط ." "لذلك لا تعرف ما إذا كانوا يفرون أم لا.
لكن مع WASP-121b ، نرى المغنيسيوم وغاز الحديد بعيدًا عن الكوكب بحيث لا تجدبهم جاذبية الكوكب".

الكوكب يبعد فقط 3.8 مليون كيلومتر (2.4 مليون ميل) عن النجم ، ( 2.5 في المئة من المسافة بين الأرض والشمس) .درجة حرارته العالية تجعله منتفخًا ، بالإضافة إلى السحب القوية من أشعة الشمس ، فهو مشوه. بدلاً من كونه نوعا ما كرة كروية ، يبدو الكوكب أشبه بكرة القدم الأمريكية.

وقال سينج "لقد اخترنا هذا الكوكب وكنا نظن أن لدينا فرصة لرؤية عناصر أثقل وهي تهرب. الجو حار ومناسب للغاية لملاحظة ذلك ، إنها أفضل فرصة لإيجاد وجود للمعادن الثقيلة. كنا نبحث بشكل رئيسي عن المغنيسيوم ، ولكن كانت هناك بعض تلميحات عن وجود الحديد في أجواء الكواكب الخارجية الأخرى ، كانت مفاجأة ، رغم ذلك ، أن نراها بوضوح في البيانات وعلى ارتفاعات كبيرة بعيدة جداً عن الكوكب ، وتفلت المعادن الثقيلة جزئيًا لأن الكوكب كبير الحجم ومنتفخ لدرجة أن جاذبيته ضعيف نسبيًا ، إنه كوكب يتم تجريده بنشاط من غلافه الجوي. "

كانت الملاحظات جزءًا من استقصاء Panchromatic Comparative Exoplanet Treasury (PanCET). ركز علماء الفلك على 20 كوكبا خارج المجموعة الشمسية وشاهدوها في الأشعة فوق البنفسجية والضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء لتوسيع معرفتنا وفهمهم. يقع نظام WASP-121 على بعد حوالي 900 سنة ضوئية من الأرض.

ناسا : ما هو ارتميس؟

تصور فنان لصاروخ نظام الإطلاق الفضائي وكبسولة أوريون المعدة للإطلاق.

Credits: NASA

تلتزم ناسا بالهبوط برواد الفضاء الأمريكيين ، بمن فيهم أول امرأة ، على سطح القمر بحلول عام 2024. من خلال  برنامج استكشاف أرتيميس للقمر ، سنستخدم تقنيات وأنظمة جديدة مبتكرة لاستكشاف المزيد من القمر أكثر من أي وقت مضى. سوف نتعاون مع شركائنا التجاريين والدوليين لإنشاء بعثات مستدامة بحلول عام 2028. وبعد ذلك سوف نستخدم ما نتعلمه حول القمر لأخذ القفزة العملاقة التالية - إرسال رواد فضاء إلى المريخ .


لماذا الذهاب إلى القمر؟

مع برنامج Artemis ، سنقوم بما يلي:

إظهار التقنيات والقدرات وأساليب العمل الجديدة اللازمة لاستكشاف المستقبل بما في ذلك المريخ

تأسيس قيادة أمريكية ووجود استراتيجي على القمر مع توسيع نطاق تأثيرنا الاقتصادي العالمي للولايات المتحدة

توسيع شراكاتنا التجارية والدولية

إلهام جيل جديد وتشجيع المهن في STEM


كيف نصل إلى هناك؟

 سيرسل صاروخ ناسا الجديد القوي ، نظام الإطلاق الفضائي(SLS) ، رواد فضاء على متن مركبة الفضاء أوريون على بعد ربع مليون ميل من الأرض إلى مدار القمر. سيقوم رواد الفضاء بإرساء أوريون عند Gateway حيث سيعيشون ويعملون حول القمر. سينتقل الطاقم في رحلة استكشافية من Gateway إلى سطح القمر في نظام هبوط بشري جديد قبل العودة إلى الموقع المداري. سيعود الطاقم في النهاية إلى الأرض على متن أوريون.

[ملاحظة] :  Gateway عبارة عن سفينة فضاء صغيرة في مدار حول القمر ستتيح استكشاف والوصول إلى المزيد من سطح القمر أكثر من أي وقت مضى ، تتوفر ايضا على أماكن لعيش رواد الفضاء ومختبر للعلوم والأبحاث وموانئ المركبات الفضائية للزيارة والمزيد...

"رسم تخيلي لفنان" لـ Gateway سنة 2024

Credits: NASA

متى سنصل إلى هناك؟

قبل عودة الإنسان ، سوف نرسل مجموعة من الأدوات العلمية و التكنولوجية إلى سطح القمر من خلال  عمليات تسليم القمر التجارية .


 الوكالة سوف تطلق مهمتين حول القمر لاختبار أنظمة استكشاف الفضاء السحيق الخاصة بها. تعمل ناسا على إطلاق  Artemis 1  في عام 2020 ، وهي رحلة غير مأهولة لاختبار مركبة الفضاء SLS و Orion معًا. ثم إطلاق Artemis 2 ، أول رحلة SLS و Orion مع طاقمها ، في عام 2022. سيهبط رواد فضاء ناسا على سطح القمر بحلول عام 2024 في مهمة Artemis 3 وحوالي مرة واحدة في السنة بعد ذلك.


ماذا سنفعل هناك؟

بينما يظل المريخ هدفنا الأول ، فقد وضعنا أنظارنا أولاً على استكشاف سطح القمر بأكمله بواسطة مستكشفين إنسانيين وروبوتيين. سوف نرسل رواد فضاء إلى مواقع جديدة ، بدءًا من القطب الجنوبي للقمر.


 في القمر ، سنقوم بما يلي:

البحث عن الماء وغيره من الموارد الهامة اللازمة للاستكشاف طويل الأجل واستخدمها

التحقيق في أسرار القمر ومعرفة المزيد عن كوكبنا الوطن والكون

تعلم كيفية العيش والعمل على سطح جسم سماوي آخر حيث رواد الفضاء على بعد ثلاثة أيام فقط من منزلهم .

أثبات التقنيات التي نحتاجها قبل إرسال رواد فضاء في مهمات إلى المريخ ، والتي قد تستغرق ما يصل إلى ثلاث سنوات ذهابًا وإيابًا

سيكون المضي قدمًا إلى القمر لحظة مشرقة لجيلنا. هذه اللحظة ستنتمي إليك - جيل أرتميس . هل أنت جاهز؟


سنرسل رواد فضاء إلى القمر بحلول عام 2024. هذه هي طريقة. شكر خاصة لويليام شاتنر لإقراض صوته لهذا المشروع.

Credits: NASA

من أين جاء اسم أرتميس؟

كانت أرتميس الشقيقة التوأم لأبولو وإلهة القمر في الأساطير اليونانية. الآن ، تجسد طريقنا إلى القمر كاسم لبرنامج ناسا لإعادة رواد الفضاء إلى سطح القمر بحلول عام 2024 ، بما في ذلك أول امرأة . عندما يهبط رواد الفضاء الأمريكيون سوف يسيروا في مكان لم يكن فيه أي إنسان من قبل: قطب القمر الجنوبي.

مقدمة من :  ناسا