يحتوي كتالوج جديد يضم 126 عالمًا خارج النظام الشمسي على وفرة من الكواكب المكتشفة حديثًا – بعضها ذو طبيعة متطرفة وغريبة، لكن البعض الآخر يمكن أن يدعم الحياة كما نعرفها.
يعد مزيج الكواكب الموجود في الكتالوج دليلاً إضافيًا على التنوع الواسع والوحشي للعوالم خارج ساحتنا الخلفية الكونية. بل إنه يظهر أن نظامنا الشمسي ربما يكون مملاً بعض الشيء. ومع ذلك، على الرغم من أن هذه الكواكب مختلفة تمامًا عن الأرض وجيرانها، فربما لا يزال بإمكانها مساعدتنا على فهم أفضل لماذا يبدو نظامنا الكوكبي بهذه الطريقة، وبالتالي الكشف عن مكاننا في الكون الأوسع.
تم إنشاء كتالوج الكواكب خارج المجموعة الشمسية، أو “الكواكب الخارجية”، باستخدام بيانات من القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) التابع لناسا بالتعاون مع مرصد WM Keck في هاواي.
وقال ستيفن كين، الباحث الرئيسي في مسح TESS-Keck وعالم الفيزياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد: “بهذه المعلومات، يمكننا أن نبدأ في الإجابة على الأسئلة حول مكان نظامنا الشمسي في النسيج الكبير لأنظمة الكواكب الأخرى”. إفادة.
متعلق ب: اكتشف التلسكوب الفضائي التابع لناسا كوكبًا خارجيًا بحجم الأرض، وهو “ليس مكانًا سيئًا” للبحث عن الحياة
إن مسح TESS-Keck الجديد الذي يشمل 126 كوكبًا خارج المجموعة الشمسية يختلف حقًا عن مسوحات الكواكب الخارجية السابقة لأنه يحتوي على بيانات معقدة حول غالبية الكواكب المشمولة.
وأضاف كين: “عدد قليل نسبيًا من الكواكب الخارجية المعروفة سابقًا لديها قياس لكل من الكتلة ونصف القطر”. “إن الجمع بين هذه القياسات يخبرنا بما يمكن أن تتكون منه الكواكب وكيف تشكلت.”
“رؤية اللون الأحمر” لقياس كتل الكواكب الخارجية
تم إنشاء الكتالوج على مدار ثلاث سنوات حيث استخدم الفريق 13000 قياسًا لـ “التذبذبات” الصغيرة التي تسببها الكواكب أثناء دورانها حول نجومها وتمارس قوة سحب صغيرة عليها. يؤدي هذا السحب إلى تحرك النجم بعيدًا قليلًا، ثم نحو الأرض قليلًا.
عندما يتم سحب النجوم بعيدًا قليلاً، يؤدي ذلك إلى تمدد الأطوال الموجية للضوء التي تنبعث منها، مما يدفعها نحو “الطرف الأحمر” من الطيف الكهرومغناطيسي. عندما تتحرك النجوم نحو الأرض، ينضغط الطول الموجي للضوء الذي تتجاهله قليلاً، مما يجعلها “أكثر زرقة”.
ويطلق على استغلال علماء الفلك للانزياح الأحمر والانزياح الأزرق بهذه الطريقة اسم “طريقة السرعة الشعاعية”. ونظرًا لأن قوة الجاذبية التي يمارسها الكوكب على النجم تتناسب مع كتلته، فهي طريقة جيدة لتحديد الكتلة. وهكذا، سمحت طريقة السرعة الشعاعية لكين وفريقه بتحديد كتلة 120 كوكبًا خارجيًا مؤكدًا وستة مرشحين لكواكب خارجية.
وقال إيان كروسفيلد، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة كانساس والمؤلف المشارك في الكتالوج: “إن قياسات السرعة الشعاعية هذه تتيح لعلماء الفلك اكتشاف ومعرفة خصائص أنظمة الكواكب الخارجية هذه”. “عندما نرى نجمًا يتمايل بانتظام ذهابًا وإيابًا، يمكننا استنتاج وجود كوكب يدور حوله وقياس كتلة الكوكب.”
ومن المثير أن بعض الكواكب الخارجية الـ 126 الموجودة في مسح TESS-Keck يمكن أن تعمق فهم علماء الفلك لكيفية تشكل وتطور مجموعة من الكواكب المتنوعة.
أرض خارقة غريبة، وزحل فرعي، والمزيد!
اثنان من الكواكب الجديدة التي ظهرت في مسح TESS-Keck يدوران حول نجم يشبه الشمس يسمى TOI-1386، والذي يقع على بعد حوالي 479 سنة ضوئية.
يتمتع أحد هذه الكواكب الخارجية بكتلة وعرض يضعه في مكان ما بين العملاق الغازي في النظام الشمسي زحل والعملاق الجليدي الأصغر والأقل كتلة نبتون. وهذا يجعل هذا الكوكب، المسمى TOI-1386 b، كوكبًا “شبه زحل” وهدفًا رائعًا لعلماء الكواكب.
وقالت ميشيل هيل، المكتشفة وطالبة الدراسات العليا بجامعة كاليفورنيا في بيان: “هناك جدل مستمر حول ما إذا كانت الكواكب الموجودة تحت زحل نادرة حقًا، أو إذا كنا سيئين في العثور على كواكب مثل هذه”. “لذا، فإن هذا الكوكب، TOI-1386 b، يعد إضافة مهمة لهذه التركيبة السكانية للكواكب.”
على مسافة من نجمه الأم، أي ما يعادل حوالي 17% من المسافة بين الأرض والشمس، يستغرق TOI-1386 b 26 يومًا أرضيًا فقط لإكمال مداره.
أقرب جارتها المكتشفة حديثًا أكثر راحة قليلاً. TOI-1386 c هو عملاق غازي منتفخ يبلغ عرضه تقريبًا حجم كوكب المشتري، ولكن كتلته تبلغ 30٪ فقط من كتلة أكبر كوكب في النظام الشمسي. يقع على بعد حوالي 70٪ من المسافة بين الأرض والشمس من نجمه الأم، وتستمر السنة حوالي 228 يومًا أرضيًا.
عالم آخر رائع بين هذه المجموعة من الكواكب الخارجية يبلغ حجمه حوالي نصف حجم نبتون، وتبلغ كتلته أكثر من عشرة أضعاف كتلة الأرض، ويدور حول TOI-1437 (المعروف أيضًا باسم HD 154840)، ويقع على بعد حوالي 337000 سنة ضوئية.
الكوكب المسمى TOI-1437 b، يدور حول نجمه على بعد حوالي 14٪ من المسافة بين الأرض والشمس، وتستمر سنة حوالي 19 يومًا أرضيًا. اكتشفه TESS عبر الانخفاض الصغير في الضوء الذي يسببه عند عبوره وجه نجمه، TOI-1437 b هو أحد الكواكب الفرعية القليلة المعروفة بعبور نجمها الذي يتمتع بكتلة ونصف قطر محددين جيدًا.
يسلط TOI-1437 b الضوء أيضًا على الغياب الغريب في الفناء الخلفي الكوني.
وقالت داريا بيدهوروديتسكا، المكتشفة وطالبة الدراسات العليا بجامعة كاليفورنيا في بيان: “الكواكب الأصغر من نبتون ولكنها أكبر من الأرض هي أكثر العوالم انتشارًا في مجرتنا، لكنها غائبة عن نظامنا الشمسي”. “في كل مرة يتم اكتشاف كائن جديد، يتم تذكيرنا بمدى تنوع عالمنا وأن وجودنا في الكون قد يكون أكثر فريدة مما يمكننا فهمه.”
هناك كوكب خارجي آخر مثير للاهتمام تم تفصيله لأول مرة في هذا الكتالوج الجديد وهو TOI-1798 c، وهو كوكب أرضي فائق يدور حول نجم قزم برتقالي بشكل وثيق جدًا حيث تستمر سنته حوالي 12 ساعة أرضية فقط.
وقال مؤلف الدراسة الرئيسي أليكس بولانسكي، وهو طالب دراسات عليا في الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كانساس، في البيان: “إن سنة واحدة على هذا الكوكب تدوم أقل من نصف يوم على الأرض”. “نظرًا لقربها من نجومها المضيفة، فإن الكواكب مثل هذا الكوكب شديدة الحرارة أيضًا، حيث تتلقى أكثر من 3000 مرة من الإشعاع الذي تتلقاه الأرض من الشمس”.
وهذا يجعل النظام الكوكبي TOI-1798، الذي يستضيف أيضًا كوكبًا فرعيًا من كوكب نبتون والذي يكمل مداره في حوالي ثمانية أيام، واحدًا من الأنظمة النجمية القليلة المعروفة بوجود كوكب أرضي داخلي فائق مع فترة قصيرة جدًا (USP) ) يدور في مدار.
وأضافت بيدهوروديتسكا: “في حين أن غالبية الكواكب التي نعرفها اليوم تدور حول نجمها بشكل أسرع من دوران عطارد حول الشمس، فإن USPs تأخذ هذا إلى أقصى الحدود”. “يدور TOI-1798 c حول نجمه بسرعة كبيرة بحيث تستمر سنة واحدة على هذا الكوكب أقل من نصف يوم على الأرض. ونظرًا لقربها من نجمها المضيف، فإن USPs أيضًا شديدة الحرارة – حيث تتلقى أكثر من 3000 مرة من الإشعاع الذي تتلقاه الأرض”. إن وجودنا في هذه البيئة القاسية يعني أن هذا الكوكب قد فقد على الأرجح أي غلاف جوي تشكل فيه في البداية”.
قصص ذات الصلة:
– الكوكب الخارجي لحلوى القطن هو ثاني أخف كوكب تم العثور عليه على الإطلاق
— كوكب بحجم الأرض تم اكتشافه حول نجم قزم أحمر بارد ويشترك في اسمه مع قطعة بسكويت
– يفجر النجم الغلاف الجوي لكوكب خارجي عملاق، تاركًا وراءه ذيلًا ضخمًا
إن إصدار الكتالوج الشامل لمسح TESS-Keck يعني أن علماء الفلك لديهم الآن طريقة لاستكشاف عمل TESS بعمق، والذي تم إطلاقه في أبريل 2018، وقياس كيفية تغيير فهمنا للكواكب الخارجية.
مع وجود آلاف الكواكب من مهمة TESS وحدها لم يتم تأكيدها بعد، فمن المقرر أن تصبح إصدارات كتالوجات الكواكب الخارجية مثل هذا أكثر شيوعًا.
وقال كين: “هل نحن غير عاديين؟ لا تزال هيئة المحلفين غير متأكدة من هذا الأمر، لكن كتالوجنا الشامل الجديد يمثل خطوة كبيرة نحو الإجابة على هذا السؤال”.
تم وصف الكواكب الخارجية في طبعة الخميس (23 مايو) من ملحق مجلة الفيزياء الفلكية.