books features and criteria

تعتمد احتمالية العثور على أرض مناظرة في الغالب على السمات المتوقع أن تكون متشابهة، وهي سمات متنوعة بشكل كبير. وبشكل عام، فإن هذا الكوكب يحتمل أن يكون كوكبًا كونيًا، وقد تم إجراء العديد من الدراسات العلمية التي تهدف إلى العثور على مثل هذه الكواكب. ومن بين تلك المعايير التي يتم تضمينها ولكن لا يقتصر الأمر عليها حجم الكوكب وحجم النجم ونوعه (أي المجموعة الشمسية المناظرة) وطول المدار واستقراره وميل المحور والدوران وتشابه الظروف الجغرافية والمحيطات والهواء والطقس والطبقة المغناطيسية القوية وحتى تواجد الحياة المعقدة التي تشبه تلك الموجودة على الأرض (ربما من خلال التطور المتقارب أو التطور المتوازي). فإذا كانت هناك حياة معقدة، فقد يكون هناك بعض الغابات التي تغطي قدرًا كبيرًا من الأراضي. وفي حالة وجود حياة ذكية، فيمكن أن تكون هناك مساحات من الأرض تغطيها المدن. وبعض الأمور المفترض تواجدها في هذا الكوكب قد لا تكون محتملة بسبب تاريخ كوكب الأرض. على سبيل المثال، لم يكن الغلاف الجوي للأرض غنيًا بصفة دائمة بالأكسجين، ويعد ذلك بمثابة التوقيع البيولوجي المميز لظهور الحياة القائمة على التمثيل الضوئي. كما يمكن أن يمثل تكوين وتواجد وتأثير القمر على هذه السمات (مثل قوى المد والجزر) مشكلة عندما يتعلق الأمر بالبحث عن نظير للأرض.

الحجم

غالبًا ما ينظر إلى الحجم على أنه مقياس فعال؛ حيث أن الكواكب التي تكون بنفس حجم كوكب الأرض يعتقد أنها يمكن أن تكون ذات طبيعة قابلة للسكن، بالإضافة إلى أنها تكون لها القدرة على امتلاك مجال جوي رائع.

ويستخدم فهرس التشابه مع الأرض الكتلة ونصف القطر كمعايير.

أقرب الكواكب والأقمار الطبيعية لحجم الأرض هي:

تشير هذه المقارنة إلى أن الحجم وحده لا يعد مقياسًا جيدًا، خصوصًا فيما يتعلق إمكانية السكن. ويجب وضع درجة الحرارة في الاعتبار كذلك، حيث أن الزهرة وكواكب ألفا سنتوري Bb (التي تم اكتشافها في عام 2012) وكيبلر - 20 (الذي تم اكتشافه في عام 2011)وCOROT-7b وكواكب KOI-961 الثلاثة (التي تم تأكيدها في عام 2012) تتسم بالحرارة الشديدة، في حين أن كوكب المريخ وجانيميد وتايتان هي عبارة عن عوالم شديدة البرودة، مما يؤدي إلى تنوع شديد في ظروف السطح والمجال الجوي. تعد كتلة أقمار النظام الشمسي جزءًا لا غير من كتلة الأرض؛ في حين أن كتلة الكواكب خارج المجموعة الشمسية يصعب قياس حجمها بشدة. ومع ذلك، تعد اكتشافات الكواكب الخارجية التي يشبه حجمها حجم الأرض هامة؛ لأنها ربما تشير إلى احتمالية تكرار وانتشار الكواكب التي تشبه الأرض. وربما تكمن أولى الخطوات التي تم اتخاذها تجاه اكتشاف المزيد من الكواكب التي تشبه الأرض في وضع قائمة مختصرة بالكواكب المرشحة ذات الأحجام المشابهة، ثم مقارنة درجات حرارتها بدرجة حرارة الأرض.

إمكانية السكن

هناك معيار آخر دائم الذكر وهو أن الأرض المناظرة يجب أن تكون ذات سطح يمكن سكنه، أي أن سطحها يجب أن يكون مثل أسطح الكواكب من الناحية الجيولوجية. وأقرب الأمثلة المعروفة على ذلك هي المريخ وتايتان، وفي حين أنه توجد أوجه تشابه في أنواع التضاريس والتكوينات السطحية، هناك اختلافات كبيرة كذلك مثل اختلاف درجات الحرارة ومقادير الجليد.

وقد تكونت العديد من مواد وتضاريس السطح على الأرض نتيجة التفاعل مع المياه (مثل الطين والصخور الرسوبية) أو كناتج ثانوي من الحياة العضوية (مثل الحجر الجيري أو الفحم) والتفاعل مع الغلاف الجوي، سواء بشكل بركاني أو مصطنع.

وبالتالي، يجب أن تكون الأرض المناظرة بشكل حقيقي قد تكونت من خلال عمليات مشابهة، وأن تمتلك غلافًا جويًا، وأن تتم بها تفاعلات بركانية مع السطح، بالإضافة إلى امتلاكها مياهًا سائلةً في الماضي أو في الحاضر، ناهيك عن تواجد أشكال للحياة بها.

درجة الحرارة

هناك العديد من العوامل التي يمكن أن تحدد درجات الحرارة على الكوكب، وبالتالي هناك إجراءات متعددة يمكن أن تقارن بشكل مباشر مع تلك الموجودة على الأرض في الكواكب التي لا تكون ظروف الغلاف الجوي بها معروفة. ويتم استخدام درجة حرارة التوازن للكواكب التي لا تحتوي على غلاف جوي. فمن خلال الأغلفة الجوية، يفترض وجود تأثير الصوبة الزراعية. وفي النهاية، يتم استخدام درجة حرارة السطح. وتتأثر كل درجة حرارة من تلك الدرجات بطبيعة الحال بالمناخ، والذي يتأثر بالمدار والدوران (أو التحكم في المد والجذر) على الكوب، وكل منها توفر تنوعات إضافية.

وإليكم أدناه مقارنة للكواكب التي تم تأكيد درجات حرارتها، والتي اتضح أنها الأقرب إلى الأرض من ناحية درجات الحرارة.

المجموعة الشمسية المناظرة

من بين المعايير الأخرى للأرض المناظرة أنها يجب أن تدور حول مجموعة شمسية مناظرة، أي نجم مثل الشمس، حيث يشبه الشمس من ناحية قياس الضوء أو فيما يتعلق بالنوع الطيفي. ويتبع ذلك أن يكون تكوين الكوكب في المجموعة الشمسية ذات المعادن الشبيهة مشابهًا لتكوين الأرض. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يساعد ذلك على الحد من التطرفات النجمية والتنوع الذي يمكن أن يسري على أنواع أخرى من النجوم.

وفي حين أنه تم اكتشاف كواكب تدور حول نجوم مشابهة للشمس، إلا أن معظمها عبارة عن كيانات غازية ضخمة أو بحجم الأرض الفائقة، بالإضافة إلى أن العديد من هذه الأنظمة الكوكبية قد أثبتت أنها مختلفة عن النظام الخاص بنا بشكل كبير.

كيبلر - 22، وهو النجم الأب لكيبلر - 22b، أصغر بقليل من الشمس وأبرد منها.

لا يمكن الاعتماد على هذا المقياس بشكل كامل، حيث أن المريخ والزهرة يدوران كذلك حول الشمس، لكن لهما تركيبات وخصائص مختلفة.

المياه السطحية والدورة الهيدروليجية

يمكن أن يكون كوكب

يحدد مفهوم منطقة المياه السائلة (أو المنطقة القابلة للسكن) المنطقة التي يمكن أن تتواجد بها المياه على السطح وتعتمد على خصائص الأرض والشمس. ووفقًا لهذا النموذج، تدور الأرض بشكل تقريبي في منتصف هذه المنطقة أو في "المنطقة المعتدلة". والأرض هي الكوكب الوحيد في الكون الذي تم تأكيد احتوائه على مقادير كبيرة من المياه السطحية. وكوكب الزهرة موجود في الجانب الساخن من المنطقة في حين أن المريخ يتواجد في الجانب البارد، وكلاهما معروف أنه لا يحتوي على مياه سطحية دائمة، رغم أنه توجد أدلة أن المريخ كان يحتوي على المياه في الماضي، في حين أنه من المتوقع أن يكون الزهرة كان يحتوي على مياه في الماضي كذلك. وبالتالي يمكن أن تحتوي الكواكب (أو الأقمار) الخارجية الموجودة في الموضع المعتدل والتي يكون لها أغلفة جوية جيدة على محيطات وسحب مياه مثل تلك الموجودة على الأرض.

ويقول البعض إن الأرض المناظرة الحقيقية يجب ألا يكون لها موضع مشابه بين الكواكب التي تنتمي إليها، لكن يجب كذلك أن تدور حول شمس مناظرة وأن يكون لها مدار دائري قريب منها، بحيث تبقى قابلة للسكن بصفة دائمة مثل الأرض.

ويعد أفضل كوكب مرشح لذلك حتى اليوم هو كوكب كيبلر - 22b، حيث يدور حول نجم يشبه الشمس وفي موضع مشابه للأرض وفي المنطقة القابلة للسكن، إلا أنه أكبر بكثير من الأرض، في حين أن تكوينه الفعلي غير معروف. لقد أثبت النظام الشمسي الخاص بنا أن التواجد في المنطقة القابلة للسكن لا يضمن أن يكون الكوكب "مشابهًا للأرض".

وبالإضافة إلى المياه السطحية، قد تتطلب الأرض المناظرة وجود خليط من المحيطات أو البحيرات والمناطق التي لا تغطيها المياه، أو ما يطلق عليها اليابسة.

رغم ذلك، يمكن العثور على كواكب تشبه الأرض بشدة عند استخدام معايير أقل صرامة. على سبيل المثال، في بعض الظروف المعينة، مثل تأثير الصوبة الزراعية القوي وضغط الغلاف الجوي أو الجاذبية، يمكن أن يمتلك الكوكب بشكل نظري بحيرات ومحيطات سطحية بدون التواجد في المنطقة القابلة للسكن. وفي الواقع، يعد قمر تايتان التابع لزحل هو الكيان الوحيد الآخر في المجموعة الشمسية الذي عرف عنه أنه يحتوي على سوائل سطحية، ومع ذلك فإن هذا السائل مكون من الهيدروكربونات وليس من المياه. وهناك عوامل أخرى يمكن أن تكون مشابهة للأرض، إلا أن سطحها جاف أو جليدي بشكل كبير، ولكنه يحتوي على أبخرة مياه في الغلاف الجوي أو مياه جوفية أو محيطات جوفية، مثل بعض المناطق القاحلة والقطبية على الأرض.