"إن التحسن التكنولوجي في مجال التحليل الطيفي جعل من الممكن حدوث موجة من اكتشافات الكواكب خارج النظام الشمسي"

هذا ما يقوله البروفيسور ميشيل مايور من جامعة جنيف في مقابلة مع موقع "هيدان"، والذي كان مع البروفيسور ديدييه كافالوز عضواً في الفريق الذي اكتشف بيجاسي 51ب، أول كوكب يتم اكتشافه خارج المجموعة الشمسية يدور حول شمس عادية. إن اكتشاف "كواكب المشتري الساخنة" مثل Pegasi 51b قد أجبر علماء الفيزياء الفلكية على مراجعة نظرياتهم فيما يتعلق بتكوين الكواكب

حدث اكتشافان ضخمان في مجال علم الفلك في تسعينيات القرن العشرين. الأول - اكتشاف حقيقة تسارع توسع الكون، من خلال تلسكوب هابل الفضائي، والاكتشافات الأولى للكواكب خارج المجموعة الشمسية.

وفي هذا العام، فاز اثنان من مكتشفي أول كوكب يدور حول شمس "طبيعية" عام 1995، Pegasi 51b، بجائزة وولف. البروفيسور' ميشيل مايور والبروفيسور ديدييه كافالوز من جامعة جنيف في سويسرا. إن تأكيد لجنة الجائزة على حقيقة أنه كوكب يدور حول شمس مشابهة لشمسنا (على الرغم من أن الكوكب نفسه، كما سنرى، مختلف عن أي شيء في النظام الشمسي)، ينبع من حقيقة أنه قبل ثلاث سنوات، في عام 1992 ونشر Wolszczan وFrail نتائج دراسة في مجلة Nature، تشير إلى الكواكب التي تدور حول النجم النابض B1257+12. النجم النابض، النجم النيوتروني، هو نجم استنفد مخزونه من الهيدروجين، وأنهى حياته وهو الآن يحرق مواد أثقل من الهيدروجين.

تم نشر أول اكتشاف مؤكد لكوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول الشمس (51 بيغاسي) بواسطة ميشيل مايور وديتر كلوتز في مجلة Nature في 6 أكتوبر 1995. وقد فوجئ علماء الفلك باكتشاف "العدالة الساخنة"، ولكن بعد ذلك مباشرة اكتشفوا كواكب مماثلة بنجاح كبير.

"كنت مهتمًا بكل أنواع العلوم عندما كنت مراهقًا، ليس فقط الفيزياء الفلكية، ولكن أيضًا الجيوفيزياء والنباتات وعلم الطيور، لكنني أحببت الرياضيات والفيزياء بشكل خاص، لذلك بدأت دراسة الفيزياء النظرية في جامعة لوزان، وعندما أنهيت رسالة الماجستير، وانتقلت للحصول على درجة الدكتوراه في جامعة جنيف ودرست ديناميكيات المجرات الحلزونية. كان ذلك في الستينيات، عندما بدأنا للتو في فهم طبيعة المجرات. المجرات الحلزونية لها ذراعان ولكن دورانها أسرع من الحواف، وهذا من شأنه أن يتسبب في تفككها سرعة اقتراب النجوم من الشمس."

"أردت إثبات النظرية القائلة بأن مجال السرعة حول الشمس يتطابق مع الفرضية. تحديد سرعة العديد من النجوم هو عمل ممل، ولكن لحسن الحظ التقيت بعالم فلك إنجليزي قام بتطوير جهاز هو الأول من نوعه الذي يفعل ذلك. في تلك اللحظة، انتقلت من النظرية إلى الأجهزة، وقمت بالتعاون مع زملاء من مرسيليا بتطوير أول جهاز قياس طيفي من نوعه (CORAVEL) في عام 1977، وكان أداة ممتازة ولكنها لم تكن كافية. البحث عن حوالي عشرين كوكبا وبعد عام بدأنا في بناء جهاز جديد بتقنيات جديدة: الألياف الضوئية واتفاقية مكافحة التصحروقمنا بزيادة الدقة 30 مرة باستخدام جهاز قياس الطيف المسمى ELODIE. وعندها فقط، في عام 1993، وصلنا إلى المستوى الذي يسمح لنا باكتشاف الكواكب.

"كانت الأداة دقيقة للغاية لدرجة أننا بدأنا على الفور في البحث بشكل منهجي عن الكواكب التي تدور حول نجوم مثل الشمس. اخترنا عينة من 142 نجمًا. قمت أنا وطلابي، بما في ذلك ديدييه كافالو، بقياس سرعاتها ليلة بعد ليلة، في محاولة للعثور على سرعتها الصغيرة التغيرات في سرعة النجم سببها جسم مصاحب وبعد بضعة أشهر اكتشفنا الكوكب الأول بيجاسي 51ب وكانت هذه مفاجأة لأنه عملاق غازي قريب جدا من الشمس. في ذلك الوقت، نصت النظرية على أن الكواكب الغازية يجب أن يكون لها مدارات تستغرق عشر سنوات على الأقل - تقريبًا نفس مدار كوكب المشتري. لقد اكتشفنا كوكبًا يستغرق 4.2 يومًا للدوران حول الشمس، وفقًا لقياساتنا، على سبيل المثال، البقع المغناطيسية على النجم، وفي عام 1995، لاحظنا النجم مرة أخرى - ولا تزال الظاهرة موجودة ولم تتغير خصائصها وعلى الرغم من المخاطر قررنا نشره فهو أول كوكب خارج المجموعة الشمسية".

فصل جديد في علم الفلك

"كان اكتشاف Pegasi 51b أول تلميح إلى أننا بحاجة إلى فيزياء جديدة لتفسير تكوين الكواكب. والتفسير الجديد المقدم هو أنها تشكلت على حافة النظام الشمسي، حيث لم يتمكن النجم من تبخير غلافه الجوي الغازي وهاجر نحوه". الشمس وبعد بضعة أشهر، اكتشف العلماء الأمريكيون نجمًا آخر. وحتى الآن، تم اكتشاف أكثر من 4,000 كوكب، والعدد يتزايد يومًا بعد يوم. ويعمل العلماء في هذا المجال على تطوير تقنيات جديدة، كما تحسنت التلسكوبات الأرضية، وبالطبع تم إطلاق بعثات فضائية مخصصة للبحث عن كواكب في أنظمة شمسية أخرى، وأشهرها كوكب كيبلر.

لماذا تكون الحياة مثل حياتنا، تعتمد على الكربون؟

"في العصور القديمة كان هناك من قدر أنه يجب أن يكون هناك المزيد من العوالم في الكون. لقد كنا محظوظين لأننا وصلنا إلى وقت سمحت لنا فيه التكنولوجيا بتقديم إجابة حقيقية (وإيجابية) على هذا السؤال. التحدي الكبير اليوم هو للبحث عن كواكب تحتوي على مواد عضوية وتطوير تقنيات للبحث عن العلامات البيولوجية - التحليل الطيفي الذي يوضح وجود الحياة.

"نحن بحاجة إلى تحديد ما نعتبره حياة - كائنات حية معقدة قادرة على تبادل الطاقة مع البيئة لحماية نفسها من الخارج، وأهم ما يميزها هو أنها تحتاج إلى تمرير المعلومات حول كيفية القيام بذلك من جيل إلى آخر إذا كان هناك جيل واحد يتمتع بكلتا الخاصيتين، فيجب عليه إنتاج خليتين وتمرير المعلومات وسيقوم الجيل التالي بتمرير المعلومات. الطريقة الوحيدة التي نعرفها لتمرير المعلومات هي الشفرة الوراثية - سلسلة طويلة من الذرات التي تشفر تفاصيل كل الميكانيكا المعقدة هذا هو العنصر الوحيد والتي يمكن أن تشكل سلاسل طويلة، ولا يوجد ما يعادلها في الكيمياء العضوية عند درجة حرارة أعلى من 120 درجة، وتتفكك السلسلة تحت درجة حرارة XNUMX درجة، وتكون الكيمياء بطيئة للغاية بحيث لا يحدث أي شيء ضروري لتطور الحياة ادعاء بشري المنشأ، وهو قانون أساسي في الفيزياء يقتصر نقل المعلومات على هذا النطاق من درجات الحرارة، لذلك يتم البحث عن الكواكب التي تحتوي على الماء السائل التفاصيل غير معروفة. لدينا جميع مقومات الحياة في كل مكان. حجم الكوكب مهم أيضًا: إذا كان صغيرًا جدًا، فسوف يتبخر الغلاف الجوي. وإذا كان كبيرًا جدًا، فسوف ينضغط الغلاف الجوي وسيحدث الاحتباس الحراري. وهذا ما بقي للأجيال القادمة لتستكشفه".

المستقبل المشرق لاستكشاف الكواكب

"بعد اكتشاف الكوكب الأول قمنا ببناء جهاز ARPS - وهو مطياف متصل بتلسكوب قطره 3.6 متر ونسخه إلى تلسكوب آخر في تشيلي - يعرف باسم غاليليو. وقام تلسكوب غاليليو والمطياف بتتبع الأهداف المشتبه في أنها كواكب في بيانات تلسكوب كيبلر الفضائي، اكتشفنا أنا وأعضاء فريقي ما لا يقل عن 300 كوكب باستخدام هذه الأدوات، بما في ذلك النجوم مسارات سهلة وصخرية."

"إن الأمر يتطلب تطوير تلسكوب ضخم مزود بمرسمة طيفية عالية الدقة لاكتشاف أطياف النجوم التي يمر بها الكوكب أمامها أو خلفها. إن الجمع بين التلسكوب الكبير والمطياف سيتيح لنا الوصول إلى التركيب الكيميائي للكوكب. من المتوقع حدوث تقدم كبير في مجال التحديد الطيفي لأجواء الكواكب، كما قمنا بتطوير مطياف كبير سيتم ربطه بتلسكوب VLT (القطر). هناك أيضًا العديد من المهام النشطة في الفضاء المخصصة للكواكب خارج المجموعة الشمسية، مثل TESS - البحث عن كواكب تدور حول شموس لامعة.

ماذا ستكون نتيجة اكتشاف الحياة على كوكب آخر في الكون؟

"سيساعد ذلك على فهم مكانة الإنسانية والحياة في الكون، ولكنه في الأساس سؤال فلسفي. لا أرى أي أثر مباشر له. إن المسافات كبيرة جدًا لدرجة أننا لن يكون لدينا اتصال مباشر مع هذه الكائنات. وسوف تساعد على إعطاء إجابة لسؤال كيف خلقت الحياة، هل هي عملية عادية أم خاصة؟ إذا اكتشفنا الحياة على العديد من الكواكب سيساعدنا ذلك في الإجابة على السؤال جزئيًا على الأقل في أفريقيا وإعادة ترتيب التطور البشري.

من الصعب أن نتجاهل حقيقة أننا في زمن يدير ظهره للعلم، وقد قال ذلك جميع الفائزين بجائزة وولف تقريبًا في محاضرتهم العلمية.

البروفيسور مايور: "صحيح أن هناك موقفًا غريبًا من السكان الذين يفهمون من ناحية أن العلم يجلب فائدة عظيمة للإنسان وأفضل مثال هو في مجال الصحة. ولكن سيكون هناك دائمًا أشخاص ينتقدون العلم لا أستطيع أن أتجاهل حقيقة أنه على الرغم من وجود آثار سلبية للإنسان على الكوكب مثل التلوث أو تغير المناخ، فعندما نقول أنه يجب القيام بشيء حيال ذلك، يبدأ بعض السكان فجأة في إنكار وجود المشكلة، والمشككين في المناخ. ".

"إنه أمر محرج للغاية. من الغريب أن يكون لديك أشخاص يعملون في الكثير من المختبرات، لسنوات عديدة لفهم مدى تعقيد المناخ. ومن ناحية أخرى، هناك أشخاص يلقون تعليقًا على تويتر ويزعمون أن هذا غير صحيح". إنهم مخطئون لكنهم يصدرون الكثير من الضجيج. لا توجد منافسة عادل بين الجهلاء في مجال المناخ الذين يهاجمون دون علم ما يتم في أفضل المختبرات في العالم، إنه وضع غريب".

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
الجحيم حول بيجاسي 51
أصبح علم الفلك رسميًا علمًا للبيانات الضخمة - مقابلة مع البروفيسور شرينيفاس كولكارني، الحائز على جائزة دو دود لعام 2017