عالم الحجر الجيري: كوكب خارج المجموعة الشمسية حول نجم يحتضر يفتخر بمادة مرتبطة بالحياة على الأرض

فنان

رسم فنان لنظام كوكبي دمره نجمه القزم الأبيض المحتضر. تسقط المواد الصخرية التي تتحرك إلى الداخل على سطح القزم الأبيض ، لتكشف عن سطح غني بالحجر الجيري. (رصيد الصورة: Mark A. Garlick)





سان دييجو ـ قد يكون العالم البعيد غنيًا بالحجر الجيري ، وهو صخرة تنتجها العمليات الحية على الأرض.

نجم الكوكب يلتهمه ببطء ، ويكشف لعلماء الفلك عن ما يشبه قشرة الحجر الجيري. على الأرض ، يرتبط الحجر الجيري بالكائنات الحية ، على الرغم من أن المادة يمكن أن تتشكل أيضًا دون مساعدتها.

من خلال دراسة الطبقات الخارجية للنجم الجائع ، يمكن للعلماء التحقيق في المواد المتناثرة من الكوكب. [ 10 كواكب خارجية يمكن أن تستضيف حياة غريبة ]



قال كارل ميليس في مؤتمر صحفي يوم الاثنين (13 يونيو) في الجمعية الفلكية الأمريكية رقم 228 في سان دييغو ، كاليفورنيا: 'يبدو أن هذه المادة تحتوي على نسبة عالية من الكربون'. كان ميليس ، عالم الفلك الذي يدرس النجوم المحتضرة المعروفة باسم الأقزام البيضاء في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ، جزءًا من فريق حدد البقايا على أنها من عالم غني بمكونات الحجر الجيري والكربون والكالسيوم.

قال ميليس: 'الحجر الجيري له صلات بالكائنات البحرية على الأرض'. تنتج الكائنات البحرية كربونات الكالسيوم ، وتصنع الأصداف. عندما تموت ، تغرق القذائف في قاع المحيط ، وتنضغط ، وينتهي بها الأمر في النهاية كحجر جيري.

جلد كوكب ميت

في نهاية حياتها ، تتضخم بعض النجوم لتصبح عمالقة ضخمة قبل أن تنفجر في غلافها الجوي ، تاركة وراءها نوى كثيفة تعرف باسم الأقزام البيضاء. تتغير الطبقات الخارجية لبعض الأقزام البيضاء بسرعة ، وتغرق المواد التي تسقط داخل النجم خلال فترة زمنية قصيرة. تأتي أي عناصر أثقل في النجم ، والتي تتكون في الغالب من الهيدروجين ، من البقايا المدمرة للكواكب والكويكبات المنكوبة في المدار.



أثبت ميليس والمؤلف المشارك باتريك دوفور ، من جامعة مونتريال ، أولاً أن المادة التي كانوا يرونها في القزم الأبيض SDSSJ1043 + 0855 جاءت من قشرة جسم صخري. تعتمد استنتاجاتهم على الطريقة التي يتم بها إنشاء الطبقات في الكواكب. عندما تتشكل الكواكب ، تغرق المواد الثقيلة بينما ترتفع المواد الأخف إلى السطح ، في عملية تعرف باسم التمايز.

من خلال دراسة المواد الموجودة على القزم الأبيض باستخدام تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا وتلسكوب مرصد كيك في هاواي ، وجد الباحثون أن النجم يفتقر إلى مكونات عباءات ونوى الكواكب ، وهي المواد الثقيلة التي تغرق في الكواكب. بدلاً من ذلك ، تتوافق البقايا جيدًا مع محاكاة الطبقات الخارجية للأرض ، مما يجعلها مكونات ما أطلق عليه ميليس 'الأرض المجوفة'. في الواقع ، تحتوي البقايا على بعض من أقل جرعات الحديد ، التي تهيمن على نوى الكواكب ، من بين الأجسام المكتشفة التي وجدت ملوثة للأقزام البيضاء.

قال ميليس: 'هذا يجعلني أشعر وكأننا ننظر إلى الطبقات السطحية لجسم صخري متمايز'.



ومع ذلك ، ليست كل الأجسام الكبيرة بما يكفي للتمييز بين طبقاتها عبارة عن كواكب. أخبر ميليس موقع ProfoundSpace.org أن النتائج كانت `` متسقة بشكل معقول '' مع جسم يشبه القمر أيضًا. يمكن أن يكون هذا القمر قد تشكل حول كوكب أرضي صخري ، أو يمكن أن يكون مرتبطًا بعملاق غازي ضخم ويتصاعد إلى الداخل عندما بدأ النجم بتغييرات نهاية حياته. إذا كان الأمر كذلك ، فسيكون مثل قمر الأرض أكثر من أوروبا ، قمر كوكب المشتري المعروف يختبئ المحيط تحت السطحي تحت قشرته الجليدية. سيتحول الكربون المحبوس في الجليد والماء على قمر مثل أوروبا بسرعة إلى غاز حيث يواجه درجات حرارة أعلى بالقرب من نجم.

عندما يتعلق الأمر بتحديد المكان الذي يمكن أن يتشكل فيه مثل هذا العالم ، قال ميليس: 'إنه توازن دقيق حقًا عليك أن تلعبه'.

كوكب يدور حول نجمه قريبًا جدًا من نجمه يتمزق ببطء. تكشف دراسة السطح النجمي عن الكربون والكالسيوم الذي كان يمكن أن يكون قشرة غنية بالحجر الجيري.

كوكب يدور حول نجمه قريبًا جدًا من نجمه يتمزق ببطء. تكشف دراسة السطح النجمي عن الكربون والكالسيوم الذي كان يمكن أن يكون قشرة غنية بالحجر الجيري.(رصيد الصورة: Mark A. Garlick)

علامات خفية للحياة

بعد التأكد من أنهما يبحثان عن عالم صخري مستهلك ، تحول الزوجان بعد ذلك إلى الجرعات الثقيلة من الكربون ، والتي اقترحت أن سطحًا غنيًا بالكربون عدة مرات مثل سطح الأرض. قال ميليس إن كمية الكربون الوفيرة في هذه الحالة محيرة ، لأن العنصر عادة ما ينتهي متجمدًا كجليد صلب أو يملأ الغلاف الجوي للكوكب كغاز. عندما تطهو الشمس المتوسعة في نهاية حياتها الكوكب ، يجب أن يتبخر هذا النوع من الكربون في الغلاف الجوي.

قال ميليس: 'أنت بحاجة إلى حبس [الكربون] بطريقة ما في سطح كوكب للحفاظ عليه'.

من خلال تشكيل مجموعات من العناصر المكتشفة ، قرر العلماء أن جرعات عالية من الحجر الجيري يمكن أن تكون موجودة على سطح الكوكب. وجد الباحثون أن ما يصل إلى 9 في المائة من قشرة الكوكب يمكن أن تكون مصنوعة من الحجر الجيري ، والذي ، كجزء من السطح ، يمكنه تحمل درجات الحرارة المرتفعة.

معظم الحجر الجيري للأرض أشكال بفضل الكائنات الحية. عندما تتراكم الأصداف والشعاب المرجانية والطحالب في المياه الضحلة الهادئة ، فإنها تندمج تدريجياً في الصخور. لذلك إذا كان الحجر الجيري موجودًا على سطح عالم آخر ، فقد يعني ذلك أن الحياة لها يد في تكوين المادة.

في الواقع ، اقترح ميليس أن الدليل الأول على الحياة قد لا يأتي كمركبة فضائية تحوم أو هيكل فضائي ضخم ، ولكن في شكل أبسط وأكثر دقة قد لا يتم التعرف عليه للوهلة الأولى.

لكنه سارع إلى التحذير من أن الحجر الجيري نفسه ليس تلقائيًا علامة على الحياة. على الرغم من أن العمليات البيولوجية تهيمن على تكوين الحجر الجيري للأرض ، إلا أن العمليات الكيميائية تلعب أيضًا دورًا ثانويًا. يتشكل بعض الحجر الجيري من خلال التفاعلات مع الماء وكربونات الكالسيوم. يلعب التبخر أيضًا دورًا ، حيث يمكن أن تترك كربونات الكالسيوم الحاملة للمياه وراءها المعادن التي تشكل الهوابط والصواعد. داخل الكهوف .

وقال الباحثون إن الأدلة لا تثبت أن الكربون والكالسيوم مجتمعين لتشكيل الحجر الجيري على عكس شيء آخر على الكوكب الممزق ببطء ، على الرغم من أن المحاكاة تشير إلى ذلك. عندما يتم إطلاق تلسكوب جيمس ويب الفضائي في عام 2018 ، سيكون قادرًا على البحث في قرص الحطام حول النجم عن آثار الحجر الجيري.

قال ميليس: 'إذا رأينا كربونات الكالسيوم في ذلك الغبار ، فعلينا أن نعرف أنها موجودة'.

تابع نولا تايلور ريد على تويتر تضمين التغريدة أو + Google . تابعنا على تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك أو + Google . نُشرت في الأصل في موقع guesswhozoo.com .