"الأرض ليست استثناءً".. دراسة تقلب موازين فهم الكواكب

اعلان

تشير دراسة حديثة إلى أن الكواكب الواقعة خارج مجموعتنا الشمسية تحتوي على كميات أقل بكثير من المياه السطحية مقارنة بما كان يُعتقد سابقاً. فخلافاً للنظريات السابقة التي افترضت أن هذه الكواكب قد تكون مغطاة بمحيطات شاسعة، تكشف النتائج أن تلك الكواكب تفتقر إلى الطبقات المائية السميكة التي طالما تخيلها العلماء.

إعادة النظر في التوقعات

في أبريل/نيسان 2025، استحوذ اكتشاف كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم قزم يبعد 124 سنة ضوئية على اهتمام عالمي. فقد اقترح علماء من جامعة كامبريدج أن هذا الكوكب، المعروف باسم K2-18b، قد يكون عالماً مغطى بالمحيطات وقادراً على دعم الحياة. لكن الدراسة الجديدة، بقيادة باحثين من ETH Zurich وبالتعاون مع معهد ماكس بلانك للفلك في هايدلبرغ وجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، شككت في هذه الفرضية. وأظهرت النتائج أن الكواكب الشبيهة بـ K2-18b، والمعروفة باسم (Sub-Neptunes)، ليست بيئات مائية خصبة للحياة كما كان متخيلاً.

وقالت كارولين دورن، أستاذة علم الكواكب الخارجية في ETH Zurich: "المياه على الكواكب أقل بكثير مما كنا نعتقد سابقاً".

تنتمي هذه الكواكب إلى فئة أكبر من الأرض وأصغر من نبتون، وهي غير موجودة في مجموعتنا الشمسية، لكنها تُرصَد بكثرة في مجرتنا. ويُعتقد أن العديد منها تشكل في مناطق بعيدة خلف "خط الجليد"، حيث يتجمد الماء، قبل أن تتحرك تدريجياً نحو نجومها.

انهيار الفرضية

لأعوام، افترض العلماء أن هذه الكواكب جمعت كميات ضخمة من المياه أثناء تشكلها، ثم احتفظت بمحيطات واسعة تحت غلاف جوي غني بالهيدروجين، وأطلق عليها اسم (Hycean)، نسبة إلى كلمتي "هيدروجين" و"محيط".

لكن الدراسة الجديدة توصلت إلى عكس ذلك. ويقول آرون فيرلين، الباحث الرئيسي في فريق دورن: "حساباتنا أظهرت أن هذا السيناريو غير ممكن. الدراسات السابقة أغفلت التفاعلات الكيميائية بين الغلاف الجوي والداخل الكوكبي. نحن أخذنا هذه التفاعلات في الاعتبار".

بحسب الباحثين، مرت هذه الكواكب في مراحلها الأولى بمحيطات من الصهارة الحارة مغطاة بغلاف من غاز الهيدروجين، مما أبقى هذه المرحلة لملايين السنين. الدراسة استخدمت نموذجاً لمحاكاة تطور الكواكب، مدمجاً مع نموذج جديد يحسب التفاعلات الكيميائية بين الغازات في الغلاف الجوي والمعادن والسيليكات في الصهارة.

الماء يختفي في الداخل

أظهرت المحاكاة الحاسوبية، التي شملت 248 نموذجاً كوكبياً، أن معظم جزيئات الماء (H2O) تتفكك نتيجة التفاعلات الكيميائية. إذ يرتبط الهيدروجين والأكسجين بالمركبات المعدنية ويختفيان إلى حد كبير داخل النواة الكوكبية.

ورغم بعض القيود في دقة الحسابات، يؤكد الباحثون أن الاتجاه العام واضح: الكواكب تحتفظ بكمية سطحية محدودة من الماء لا تتجاوز بضع نسب مئوية. وفي دراسة سابقة، أظهرت مجموعة دورن أن معظم مياه الكواكب تُحبس في الداخل. أما الدراسة الحالية فبينت أن الكواكب الغنية بالمياه بنسبة تصل إلى 50% من كتلتها - كما كان يُعتقد - غير موجودة عملياً، وأن كواكب (Hycean) التي تحتوي بين 10% و90% من المياه غير مرجحة للغاية.

هذا الاكتشاف يضعف الآمال في العثور على حياة خارجية بسهولة، إذ إن الشروط اللازمة لوجود مياه سائلة كافية على السطح قد تكون محصورة في كواكب أصغر، يصعب رصدها حتى بأدوات متطورة مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي.

الأرض ليست حالة استثنائية

تقول دورن إن النتائج تضع كوكب الأرض في منظور جديد: "ربما لا تكون الأرض استثنائية كما نعتقد. وفقاً لدراستنا، تبدو الأرض كوكباً عادياً نسبياً".

كما لاحظ الباحثون مفارقة لافتة: الكواكب ذات الأغلفة الجوية الغنية بالمياه ليست تلك التي تجمعت خلف خط الجليد، بل التي تشكلت داخله. ففي هذه الحالة، لم يأتِ الماء من الجليد، بل تكوّن كيميائياً عندما تفاعل الهيدروجين في الغلاف الجوي مع الأكسجين القادم من السيليكات في محيطات الصهارة.

ويخلص فيرلين إلى القول: "تحدي هذه النتائج للرابط التقليدي بين تشكّل الكواكب الغنية بالجليد وامتلاكها أغلفة جوية غنية بالماء يؤكد الدور الحاسم للتوازن الكيميائي بين محيطات الصهارة والغلاف الجوي في تشكيل تركيب الكوكب. هذه النتائج سيكون لها أثر عميق على نظريات تشكل الكواكب وتفسير أجواء الكواكب الخارجية في عصر تلسكوب جيمس ويب".