كوكب صخري خارج المجموعة الشمسية له غلاف جوي تم تأكيده لأول مرة في منطقته الصالحة للسكن.

اعتبارًا من عام 2026، عرف علماء الفلك وجود أكثر من ستة آلاف كوكب خارج المجموعة الشمسية، وهي أجسام خارج النظام الشمسي. ومن بينها العديد من الكواكب الغازية العملاقة، والكواكب النبتونية الصغيرة، والكواكب الأرضية الفائقة، والتي يقع معظمها على مسافة قريبة جدًا من نجومها الأم، وتتمتع بظروف تستبعد وجود شكل من أشكال الحياة المألوفة لنا على السطح. أما بالنسبة للكواكب الخارجية ذات السطح الصلب، التي يمكن مقارنتها بحجم الأرض وتقع في ما يسمى بالمنطقة الصالحة للسكن – وهي المنطقة المحيطة بالنجم حيث يمكن أن يبقى الماء في حالة سائلة في ظل ظروف معينة – فإن عدد هذه الأجسام المعروفة أقل بكثير. حاليًا، لم يحدد الباحثون أكثر من 50 مرشحًا لدور الكواكب الخارجية التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة. ومع ذلك، فإن اكتشاف الكوكب الخارجي نفسه ليس سوى جزء من المهمة. لتقييم صلاحيتها المحتملة للسكن، من الضروري أن نفهم ما إذا كان لديها غلاف جوي، لأنها قادرة على الحفاظ على مناخ مستقر، ومنع التبخر السريع للمياه وحمايتها جزئيا من الإشعاع عالي الطاقة.

تم العثور على أجواء في الكواكب الغازية العملاقة، وكذلك الكواكب الفرعية ونبتون الصغيرة، ولكن مع الكواكب الصخرية الخارجية تبين أن كل شيء أكثر تعقيدًا. تظهر النماذج أن هذه العوالم تواجه صعوبة أكبر في الاحتفاظ بغلاف جوي مقارنة بالمشتريات الساخنة، مما يجعل من الصعب تأكيد وجود غلاف غازي على مثل هذه الأجسام. ومما يثير الاهتمام بشكل خاص الكواكب الخارجية التي تدور حول الأقزام الحمراء، وهي النوع الأكثر شيوعًا من النجوم في المجرة. وفقا لمصادر مختلفة، تشكل الأقزام الحمراء ما يقرب من 75 في المئة من النجوم في مجرة ​​درب التبانة. وهي أصغر بكثير وأكثر قتامة من الشمس، مما يجعل من السهل اكتشاف ودراسة الكواكب الخارجية الصغيرة المحيطة بها. عندما يمر كوكب خارج المجموعة الشمسية أمام قرص قزم أحمر، فإنه يحجب معظم ضوءه. ولهذا السبب، يكون انخفاض السطوع أكثر وضوحًا، مما يجعل من السهل التعرف على جسم ما في مدار النجم (طريقة العبور). بالإضافة إلى ذلك، فإن تأثير جاذبية كوكب خارج المجموعة الشمسية على نجم صغير يكون أقوى، مما يتسبب في “تأرجح” القزم الأحمر بشكل ملحوظ، مما يسهل اكتشاف الجسم الكوني باستخدام طريقة السرعة الشعاعية. ولكن عندما يتعلق الأمر بالبحث عن كوكب خارج المجموعة الشمسية صالح للحياة وله غلاف جوي يدور حول قزم أحمر، يصبح الوضع أكثر تعقيدًا. هذه النجوم نشطة للغاية. غالبًا ما تنتج توهجات قوية وتنبعث منها إشعاعات فوق بنفسجية وأشعة سينية مكثفة، بالإضافة إلى تيارات من الجسيمات المشحونة، والتي يمكن نظريًا تدمير الغلاف الجوي للكواكب الخارجية القريبة في غضون ملايين السنين. لذلك، حتى وقت قريب، لم يكن لدى العلماء أدلة مقنعة على أن الكواكب الخارجية التي يحتمل أن تكون صالحة للحياة هي في الواقع قادرة على الاحتفاظ بغلاف غازي.

في عام 2017، بالقرب من القزم الأحمر الهادئ والخافت والبارد LHS 1140، الذي يقع على بعد 48 سنة ضوئية من الشمس في كوكبة قيطس، اكتشف علماء الفلك الكوكب الخارجي الصخري LHS 1140 b. وتبين أنه يدور حول نجمه الأم خلال 24.7 يومًا أرضيًا، ويقع عن النجم على مسافة 0.0957 وحدة فلكية (حوالي 9.5 بالمائة من مسافة الأرض عن الشمس)، أي في المنطقة الصالحة للسكن. واقترح الباحثون أيضًا أن الكوكب الخارجي يحتوي على احتياطيات كبيرة من الماء. قامت الملاحظات اللاحقة باستخدام التلسكوبات الأرضية والفضائية بتحسين معلمات LHS 1140 b. وتبين أنها أكبر بـ 5.6 مرة من الأرض و 1.7 مرة أكبر من كوكبنا، وتم تصنيفها على أنها أرض خارقة. بالإضافة إلى ذلك، اقترح العلماء أنه يحتوي على ما يقرب من تسعة إلى 19 بالمائة من الماء من الكتلة الإجمالية. كما حددوا علامات محتملة لوجود جو كثيف، قد يحتوي على النيتروجين وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون. الآن حصل فريق من علماء الكواكب الأمريكيين بقيادة كولين شيروبيم من جامعة هارفارد على بيانات تؤكد وجود غلاف جوي في LHS 1140 b. وهذا هو أول دليل على وجود غلاف غازي على كوكب صخري يحتمل أن يكون صالحا للحياة خارج النظام الشمسي. في عام 2024، قام كيروبيم وزملاؤه بدراسة LHS 1140 b باستخدام أحد التلسكوبات الأرضية المثبتة في مرصد لاس كامباناس في تشيلي. وفي طيف الامتصاص للكوكب الخارجي، حدد العلماء حالة شاذة تشير إلى وجود الهيليوم في محيطه. وللتحقق من النتائج، قام علماء الكواكب بإجراء ملاحظات إضافية على LHS 1140 b ثم قارنوا البيانات مع نماذج الكمبيوتر.

أظهرت الحسابات أن LHS 1140 b محاط بغلاف جوي تحتوي طبقاته العليا على الهيليوم وكميات صغيرة من الهيدروجين (لا توجد قيم دقيقة للهيليوم والهيدروجين حتى الآن). وتحت تأثير توهجات نشاط النجم الأم، تغادر بعض ذرات هذه الغازات الخفيفة الكوكب وتذهب إلى الفضاء الخارجي، محدثة تغيرات ملحوظة في الطيف. وتمكن علماء الكواكب من تقدير أن الغلاف الجوي يفقد الهيليوم بمعدل يقارب 100 ألف كيلوغرام في الثانية. ووفقا لعلماء الكواكب، يصعب تفسير مثل هذه الصورة دون وجود الغلاف الجوي نفسه. في الوقت الحالي، يعرف الباحثون شيئًا واحدًا فقط: يمتلك LHS 1140 b غلافًا جويًا بالفعل، ويفقد الهيليوم، لكن لم يكن من الممكن بعد تحديد تركيبه وبنيته بالكامل. هذه المعلمات هي التي ستساعدنا على فهم ما إذا كان LHS 1140 b مناسبًا لشكل الحياة الذي نعرفه. ويخطط العلماء في المستقبل لدراسة تكوين الغلاف الجوي لـ LHS 1140 b باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي، والذي يمكن أن يوفر المزيد من المعلومات حول تكوين الغلاف الجوي. تم نشر العمل العلمي في مجلة العلوم.