هل الكواكب الشبيهة بالأرض لها مجالات مغناطيسية؟

تكشف انبعاثات الراديو التي تنشأ على بعد حوالى 12 سنة ضوئية خارج نظامنا الشمسي عن تفاعلات مغناطيسية محتملة بين النجم «YZ Ceti» وكوكبه الصخري القريب من المدار. حيث يقوم المجال المغناطيسي للأرض بأكثر من مجرد إبقاء إبرة البوصلة موجهة في نفس الاتجاه. كما أنه يساعد في الحفاظ على الأرض من الشظايا التي تحاول اختراق الغلاف الجوي والذي يحافظ على الحياة عن طريق تشتيت الجزيئات عالية الطاقة والبلازما التي تنفجر بانتظام من الشمس.
والآن حدد الباحثون كوكبًا محتملًا بحجم الأرض في نظام شمسي آخر كمرشح رئيسي لوجود مجال مغناطيسي أيضًا وهو «YZ Ceti b»؛ (كوكب صخري يدور حول نجم على بعد حوالى 12 سنة ضوئية من الأرض).
ولاحظ الباحثان سيباستيان بينيدا وجاكي فيليدسن إشارة راديوية متكررة تنبعث من النجم «YZ Ceti» باستخدام «Karl G».
البحث الذي أجراه الباحثان لفهم تفاعلات المجال المغناطيسي بين النجوم البعيدة والكواكب التي تدور حولها تم نُشره بمجلة «Nature Astronomy»، وذلك وفق ما ذكر موقع «EurekAlert» العلمي المتخصص، نقلا عن مجلة الفلك مجلة «DOI».
ومن أجل أيضاح المزيد من هذا الأمر، قال جو بيسكي من مؤسسة العلوم الوطنية مدير برنامج المرصد الفلكي الراديوي الوطني «ان البحث عن عوالم يحتمل أن تكون صالحة للسكن أو حاملة للحياة في أنظمة شمسية أخرى يعتمد جزئيًا على القدرة على تحديد ما إذا كانت الكواكب الخارجية الصخرية الشبيهة بالأرض تحتوي بالفعل على مجالات مغناطيسية» مبيّنا «يُظهر هذا البحث ليس فقط أن هذا الكوكب الخارجي الصخري بالذات لديه على الأرجح مجال مغناطيسي ولكنه يوفر طريقة واعدة للعثور على المزيد».
وفي هذا الاطار، يشرح بينيدا عالِم الفيزياء الفلكية بجامعة كولورادو «أن المجال المغناطيسي للكوكب يمكن أن يمنع الغلاف الجوي للكوكب من التآكل بمرور الوقت بسبب الجسيمات المنبعثة من نجمه... وقضية ما إذا كان الكوكب يعيش مع الغلاف الجوي أم لا، يمكن أن تعتمد على ما إذا كان لديه مجال مغناطيسي قوي أم لا!؟».
من جانبها، تقول فيليدسن عالمة الفلك بجامعة باكنيل قائلة «هذا الشيء الذي لم يره أحد من قبل». وذلك لحظة عزلها لأول مرة لإشارة لاسلكية أثناء تدفق البيانات في منزلها بعطلة نهاية الأسبوع. فيما يؤكد بينيدا «لقد رأينا البث الأولي بدا جميلا. وعندما رأينا ذلك مرة أخرى كان مؤشرا على أنه ربما لدينا حقا شيء هنا».
وافترض الباحثون أن موجات الراديو النجمية التي اكتشفوها تتولد عن التفاعلات بين المجال المغناطيسي للكواكب الخارجية والنجم الذي يدور حوله. ومع ذلك، لكي يمكن اكتشاف مثل هذه الموجات الراديوية لمسافات طويلة، يجب أن تكون قوية جدًا.
وفي حين تم اكتشاف الحقول المغناطيسية سابقًا على كواكب خارجية ضخمة بحجم كوكب المشتري، إلّا إن القيام بذلك بالنسبة لكوكب خارجي صغير الحجم نسبيًا بحجم الأرض يتطلب تقنية مختلفة.
ونظرًا لأن الحقول المغناطيسية غير مرئية، فإنه من الصعب تحديد ما إذا كان هناك كوكب بعيد يحتوي بالفعل على واحد منها، كما تشير فيليدسن قائلة «ما نفعله هو البحث عن طريقة لرؤيتها. نحن نبحث عن كواكب قريبة جدًا من نجومها وذات حجم مشابه للأرض. هذه الكواكب قريبة جدًا من نجومها بحيث لا يمكن أن تعيش في مكان ما... إذا كان للكوكب مجال مغناطيسي وما يكفي من المواد النجمية فسوف يتسبب ذلك في إصدار موجات راديو لامعة».
ويعتبر النجم القزم الأحمر الصغير «YZ Ceti» وكوكبه الخارجي المعروف «YZ Ceti b» زوجًا مثاليًا لأن الكوكب الخارجي قريب جدًا من النجم لدرجة أنه يكمل مدارًا كاملاً في يومين فقط. (وبالمقارنة فإن أقصر مدار كوكبي في نظامنا الشمسي هو كوكب عطارد عند 88 يومًا). ونظرًا لأن البلازما القادمة من «YZ Ceti» تنطلق بعيدًا عن ما يسمى بـ«المحراث» المغناطيسي للكوكب، فإنها تتفاعل بعد ذلك مع المجال المغناطيسي للنجم نفسه، ما يولد موجات راديوية قوية تكفي لملاحظتها على الأرض. ويمكن بعد ذلك قياس قوة تلك الموجات الراديوية، ما يسمح للباحثين بتحديد مدى قوة المجال المغناطيسي للكوكب.
وهذا يخبرنا بمعلومات جديدة عن البيئة المحيطة بالنجوم. وهي فكرة تسمى «طقس الفضاء خارج المجموعة الشمسية»؛ حسب بينيدا؛ إذ تخلق جزيئات الشمس عالية الطاقة أحيانًا رشقات نارية ضخمة من البلازما طقسًا شمسيًا حول الأرض. ويمكن لهذه الانبعاثات من الشمس أن تعطل الاتصالات العالمية وإلالكترونيات عن طريق تسببها بماس كهربائى في الأقمار الصناعية وحتى على سطح الأرض. وهو ما يخلق تفاعلا بين الطقس الشمسي والمجال المغناطيسي للأرض والغلاف الجوي المعروف باسم «ظاهرة الشفق القطبي» أو «الأضواء الشمالية». فالتفاعلات بين «YZ Ceti b» ونجمه تنتج أيضًا شفقًا قطبيًا. لكن مع اختلاف كبير.
ويتابع بينيدا «إننا نرى بالفعل الشفق القطبي على النجم؛ وهذا هو ما يمثله البث اللاسلكي. يجب أن يكون هناك أيضًا شفق قطبي على الكوكب إذا كان له غلاف جوي».
ويتفق الباحثان على أنه في حين أن «YZ Ceti b» هو أفضل مرشح حتى الآن لكوكب خارجي صخري بمجال مغناطيسي، إلا أنه ليس حالة مغلقة.
وفي هذا تقول فيليدسن «يمكن أن يكون الأمر كذلك حقًا. لكنني أعتقد أنه سيكون هناك الكثير من أعمال المتابعة قبل ظهور تأكيد قوي حقًا لموجات الراديو التي يسببها كوكب ما»
وفي النهاية يخلص بينيدا الى القول «هناك الكثير من المرافق الإذاعية الجديدة القادمة عبر الإنترنت والمخطط لها في المستقبل. وأنه بمجرد أن نظهر أن هذا يحدث بالفعل فسنكون قادرين على القيام بذلك بشكل أكثر منهجية. نحن في بدايته فقط».