كيفية عثور علماء الفلك على الكواكب الخارجية وتقييم أيها قد يدعم الحياة

التأكيد على وجود كوكب حول نجم بعيد يتطلب أدلة غير مباشرة في معظم الحالات، لأن توهج النجم يطغى على ضوء الكوكب الخافت. تسرد قسم العلوم في ناسا أربع تقنيات اكتشاف رئيسية قيد الاستخدام الحالي: طريقة العبور، السرعة الشعاعية، عدسة الجاذبية الدقيقة، والتصوير المباشر، وكل واحدة مناسبة لأنواع مختلفة من الكواكب والمسافات.

أربع طرق لاكتشاف كوكب لا يمكنك رؤيته

تبحث طريقة العبور عن انخفاض صغير ومنتظم في سطوع النجم عندما يمر كوكب أمامه. راقب تلسكوب كيبلر الفضائي التابع لناسا، الذي عمل من 2009 إلى 2018، حوالي 150,000 نجم في جزء من السماء لمدة أربع سنوات باستخدام هذه التقنية؛ استمرت أقمار ناسا الصناعية للمسح العابر (TESS) بهذا النهج منذ إطلاقها عام 2018 وساهمت، اعتبارًا من أوائل أكتوبر 2026، في أكثر من 1,000 كوكب مؤكد، وفقًا لأرشيف ناسا للكواكب الخارجية الذي تحتفظ به IPAC في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.

السرعة الشعاعية، التي تُسمى أحياناً طريقة الاهتزاز، تقيس التحولات الصغيرة في طيف ضوء النجم الناتجة عن الشد الجاذبي لكوكب يدور في الفلك. تلاحظ ناسا أن هذه التقنية كشفت أول كوكب خارج مؤكد حول نجم شبيه بالشمس، 51 Pegasi b، في عام 1995.

تعتمد عدسة الجاذبية الدقيقة على تنبؤ أينشتاين بأن الجاذبية تحني الضوء: عندما يمر نجم مع كوكب أمام نجم خلفي أبعد، فإن النظام الأمامي يكبر ضوء النجم الخلفي بشكل مؤقت بنمط مميز. تم تصميم تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي التابع لناسا (المخطط له) للاستخدام هذه الطريقة للعثور على كواكب بعيدة عن نجومها.

يلتقط التصوير المباشر الضوء من الكوكب نفسه بدلاً من استنتاج وجوده من التأثيرات على ضوء النجم. يعمل بشكل أساسي للعمالقة الغازية الشابة المضيئة ذاتياً البعيدة عن نجومها؛ تستشهد ناسا بصورة تلسكوب جيمس ويب الفضائي المباشرة لـ HIP 65426 b عبر عدة أطوال موجية للأشعة تحت الحمراء كمثال حديث.

المنطقة الصالحة للعيش: ضرورية، لكن غير كافية

بمجرد تأكيد الكوكب، يفحص الباحثون ما إذا كان يقع في المنطقة الصالحة للعيش حول نجمه، نطاق المسافات المدارية حيث يمكن أن تسمح درجات الحرارة السطحية بوجود ماء سائل، مع الضغط الجوي المناسب. تصف ناسا هذا بأنه يختلف حسب النجم: النجوم الأكثر سخونة لديها مناطق صالحة للعيش أوسع وأبعد، بينما نجوم الأقزام الحمراء الصغيرة والخافتة لديها مناطق ضيقة قريبة.

وجود الكوكب في المنطقة الصالحة للعيش لا يضمن صلاحيتها للعيش. تشير ناسا إلى TRAPPIST-1، نظام قزم أحمر بسبعة كواكب صخرية بحجم الأرض، عدة منها ضمن منطقته الصالحة للعيش؛ ومع ذلك، تشير ملاحظات تلسكوب جيمس ويب الفضائي إلى أن TRAPPIST-1 d يبدو أنه ليس له غلاف جوي قابل للكشف، وهو ما تستشهد ناسا به كدليل على أن الموقع وحده غير كافٍ. يؤثر نوع النجم أيضاً: تلاحظ ناسا أن الكواكب حول نجوم M-dwarf الحمراء، النجوم الأكثر شيوعاً في المجرة، تواجه إشعاعات X وفوق بنفسجية مرتفعة يمكن أن تجرد الأغلفة الجوية، بينما تعتبر نجوم K-dwarf من قبل بعض الباحثين أنها توفر ظروفاً أطول عمراً وأكثر استقراراً.

قراءة الأغلفة الجوية: مشكلة المؤشرات البيولوجية

بالنسبة للكواكب التي تعبر نجمها، يمكن لعلماء الفلك استخدام التحليل الطيفي للنقل: ضوء النجم الذي يتسلل عبر الغلاف الجوي للكوكب أثناء العبور يتم امتصاصه بأطوال موجية محددة بواسطة غازات محددة، مما يُنتج نمطاً طيفياً يقارنه الباحثون برمز شريطي.

يوضح كوكب K2-18b من فئة الأرض الفائقة كيف قد تكون هذه القراءات موضع خلاف. ذكر فريق برئاسة Nikku Madhusudhan من جامعة كامبريدج لأول مرة تلميحاً ضعيفاً وثقة منخفضة لثاني كبريتيد الميثيل (DMS) — وهو غاز ينتجه بشكل أساسي الحياة البحرية على الأرض — باستخدام أدوات NIRISS و NIRSpec من تلسكوب ويب في عام 2023، وفقاً لـ EarthSky. في عام 2025، أبلغ نفس الفريق عن إشارة أقوى إحصائياً لـ DMS أو المركب ذي الصلة ثاني كبريتيد الميثيل، باستخدام أداة MIRI من تلسكوب ويب، التي تغطي نطاق طول موجي مختلف عن الملاحظات السابقة، وفقاً لـ EarthSky.

استثار الادعاء انتقاداً سريعة. جادلت عالمة الكواكب Sarah Hörst وباحثو الكواكب الخارجية Chris Lintott و Ryan MacDonald بأن DMS يمكن أن يتشكل من خلال الكيمياء غير البيولوجية وأن جزيء واحد لا يمكن أن يثبت الحياة، وفقاً لتقرير EarthSky. وقال Madhusudhan نفسه إن الباحثين يجب أن يظلوا "متشككين بعمق" في نتائجهم الخاصة، وفقاً لـ EarthSky.

ما يأتي بعد ذلك

من المقرر أن تطلق وكالة الفضاء الأوروبية مهمة PLATO، المشيدة بمساهمات من مركز DLR لأبحاث الفضاء الجوية الألماني، في أواخر عام 2026 على صاروخ Ariane 6 إلى نقطة Lagrange Sun-Earth على بعد حوالي 1.5 مليون كيلومتر من الأرض. ستستخدم PLATO 26 كاميرا لمراقبة ما لا يقل عن 200,000 نجم عن الكواكب الأرضية العابرة حول نجوم شبيهة بالشمس، مستهدفة بشكل خاص العوالم بحجم الأرض في مناطقها الصالحة للعيش، وفقاً لـ DLR.

اعتبارًا من 8 أكتوبر 2026، أدرج أرشيف ناسا للكواكب الخارجية 6,445 كوكباً خارجياً مؤكداً؛ كما أشار تحديث تلك الأسبوع إلى أن بيانات مهمة TESS من ناسا وحدها ساهمت في أكثر من 1,000 كوكب مؤكد، وفقاً للأرشيف الذي تحتفظ به IPAC من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.