منذ سن مبكرة، تعلمنا أن نفهم أن كواكب نظامنا الشمسي تتغير مواقعها أثناء دورانها حول نجم مركزي، وهو الشمس. لكن هل تتحرك الشمس نفسها داخل النظام الشمسي؟
حسنًا، بشكل عام، الشمس بعيدة كل البعد عن كونها ثابتة في الكون. نحن نعلم، على سبيل المثال، أن نجمنا يدور حول قلب مجرة درب التبانة بسرعات مذهلة تصل إلى 450 ألف ميل في الساعة (720 ألف كيلومتر في الساعة) ويسحب معه النظام الشمسي بأكمله.
على مدار اليوم، يبدو أن الشمس تتحرك من وجهة نظرنا أيضًا. يعبر السماء فوق الأرض، ويمنحنا شروق الشمس وغروبها الجميل. إلا أن هذه الحركة هي نتيجة لدوران الأرض؛ إنها ليست نتيجة الحركة الفعلية للشمس.
متعلق ب: أسرار الفضاء: لماذا تنقلب الأقطاب المغناطيسية للأرض؟
علاوة على ذلك، خلال سنة الأرض، وهي 365.3 يومًا، يتغير موقع الشمس في السماء من منظورنا أيضًا. ومع ذلك، وفقا ل المتاحف الملكية غرينتش، وهذا ليس نتيجة تحرك الشمس فعليًا، بل نتيجة ميل الأرض، أو حقيقة أن كوكبنا له مدار مفلطح أو “إهليلجي” وبالتالي يكون أحيانًا أقرب إلى الشمس خلال عام منه في أوقات أخرى.
الوقت الذي يستغرقه الكوكب لإكمال دورة كاملة حول الشمس يحدد طول عامه، وأقصر سنة هي سنة أقرب كوكب إلى الشمس، عطارد. سنة عطارد تعادل 88 يوما أرضيا. أطول مدار كوكبي في جوارنا الكوني ينتمي إلى نبتون، الذي تبلغ مدته 60,182 يومًا أرضيًا (164.8 سنة أرضية).
لكن بالعودة إلى سؤالنا الرئيسي، الإجابة المختصرة هي أن الشمس تغير موقعها بالفعل داخل النظام الشمسي، ولو بمقدار ضئيل. تنتج هذه الحركة التذبذبية المحدودة أو “التذبذب” من تأثيرات الجاذبية للكواكب التي تدور حول الشمس.
باتريك أنتولين هو عالم شمسي في جامعة نورثمبريا متخصص في الظواهر التي نلاحظها في الغلاف الجوي الشمسي، وعلى وجه الخصوص، الهالة الشمسية، وهي الطبقة الأكثر امتدادًا في الغلاف الجوي للشمس.
“الحركة دائمًا مرتبطة بالإطار المرجعي. يدور النظام الشمسي حول مركز مجرة درب التبانة – مجرتنا – ولكن حتى داخل إطار النظام الشمسي، فإن الشمس ليست ثابتة تمامًا بسبب تفاعل الجاذبية مع الآخر وقال أنتولين لموقع Space.com: “الأجسام الموجودة في النظام”.
وقال عالم الطاقة الشمسية إن تفاعل الجاذبية بين جسمين هو شارع ذو اتجاهين. فبينما يسحب الجسم الأول الجسم الثاني، فإن الجسم الأول يُسحب أيضًا على نفسه، حتى لو كان الفرق في الحجم بين الجسمين هائلاً، كما هو الحال مع الشمس وكواكب النظام الشمسي.
وتابع: “بسبب الاختلاف الكبير في الكتلة بين الشمس وأي جسم آخر في النظام الشمسي، فإن الشمس هي عامل الجذب الرئيسي ولا تتأثر كثيرًا بجاذبية أي من الكواكب الأخرى”.
والنتيجة النهائية لكل هذا هي أن كواكب النظام الشمسي لا تدور حول نجمها من الناحية الفنية. وبدلاً من ذلك، تدور الشمس وكل كوكب حول نقطة ذات جاذبية متبادلة تسمى “”مركز الثقل“، ويتم تحديد موقعها من خلال كتل الأجسام المعنية.
ولأن الشمس أكبر بكثير من الكواكب، تقع هذه المراكز في أعماق الشمس؛ إذا كانت كتلة الكوكب صغيرة، فإن مركز الكتلة الذي يدور حوله يقع بالقرب من قلب الشمس. وكلما اقتربت هذه المراكز من مركز الشمس، قل تمايل الشمس بسبب دورانها حولها.
وقال أنتولين: “بشكل تقريبي جيد، يمكن للمرء أن يهمل قوة الجاذبية الصغيرة من أي كوكب آخر”. “ومع ذلك، فإن أدواتنا ونظريتنا دقيقة ومتقدمة بدرجة كافية بحيث يمكننا اكتشاف الانحرافات الصغيرة عن قوى الجذب الإضافية التي تمارسها الأجسام الأخرى على الشمس، وخاصة تلك التي ينتجها كوكب المشتري، وهو أضخم من كل الكواكب الشمسية الأخرى”. كواكب النظام مجتمعة.”
تبلغ كتلة الشمس حوالي 1000 مرة كتلة كوكب المشتري، وهو الكوكب الخامس في النظام الشمسي، وبالتالي فإن التأثير على الشمس نتيجة العملاق الغازي لا يزيد عن “تمايل” بسرعة 40 ميلاً في الساعة. مدار الكوكب حول نجمه هو 12 سنة أرضية، وفقا ل مرصد ليك.
يمكن اكتشاف التذبذبات النجمية الناجمة عن دوران الكواكب من خلال التحول في الطول الموجي للضوء الذي تنتجه، على غرار تحول دوبلر. وهذا يعني أنه يمكن استخدام تأثير دوبلر للكشف عن الكواكب التي تدور حول نجوم خارج النظام الشمسي، والتي تسمى الكواكب خارج المجموعة الشمسية أو “الكواكب الخارجية”. عندما يتذبذب النجم، يتمدد الطول الموجي لضوءه ويصبح أكثر احمرارًا عندما يتم توجيه حركته بعيدًا عن الأرض، وهو ما يُعرف باسم “الانزياح الأحمر”. عندما يتحرك النجم نحو الأرض، يتم ضغط الطول الموجي لضوءه، مما يجعله أكثر زرقة نسبيًا في اللون، وهو ما يشار إليه بشكل متوقع باسم “التحول الأزرق”.
قصص ذات الصلة:
– ما هو أكبر نجم في الكون؟
– ما هو أكبر كوكب تم اكتشافه على الإطلاق؟
– ألغاز الفضاء: لماذا لا توجد أقمار غازية؟
لا يمكن استخدام هذا التأثير فقط لاكتشاف تمايل النجوم، وبالتالي اكتشاف وجود كوكب خارج المجموعة الشمسية، ولكن يمكن استخدامه أيضًا لقياس بعض خصائص الأجسام في أنظمة الكواكب البعيدة.
وقال أنتولين: “إذا تمكن المرء من اكتشاف التذبذب وكذلك سرعات الأجسام، فيمكنه استنتاج الكتل والمسافات بين بعضها البعض”. “يمكن تطبيق هذا على أي نظام نجمي يمكننا من خلاله اكتشاف التذبذب وقياس سرعات الأجسام الدوارة.
“بالطبع، هناك تعقيد إضافي عندما يتعلق الأمر بأكثر من جسمين ضخمين، ولكن النماذج الرقمية يمكن أن تساعد في كثير من الأحيان في معرفة العدد الأرجح للكواكب المشاركة في التذبذب.”