اكتشف العلماء المواطنون الذين يبحثون في البيانات التي تم جمعها بواسطة القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) التابع لوكالة ناسا، عالمًا يحطم الأرقام القياسية، وأعطوه لقبًا لا يُنسى لمطابقته: بيرسيفال، على اسم والد ألباس دمبلدور، مدير مدرسة هوجورتس في كتب هاري بوتر. .
ومع ذلك، بمصطلحات أكثر رسمية، يُسمى الكوكب خارج المجموعة الشمسية، أو “الكوكب الخارجي”، بـ TOI 4633 c.
ولكن هناك ما هو أكثر بالنسبة لبيرسيفال من ارتباطه بآل دمبلدور. ويدور الكوكب، الذي يبلغ حجمه حوالي ثلاثة أضعاف حجم الأرض، حول نجم TOI 4633 A، وهو نجم بحجم الشمس في نظام ثنائي يقع على بعد حوالي 309 سنة ضوئية من الأرض. ويصادف أن العالم يقع أيضًا في المنطقة الصالحة للسكن لهذا النجم، وهي منطقة ذات درجات حرارة ليست ساخنة جدًا ولا باردة جدًا بحيث تسمح بوجود الماء السائل، ومن هنا لقبها الآخر: “منطقة المعتدل”.
لهذا السبب يعتبر بيرسيفال مميزًا جدًا. ولا يقتصر الأمر على وجودها بالصدفة في منطقة المعتدل فحسب، بل يعتقد العلماء أيضًا أن احتمالية تشكل الكواكب في الأنظمة التي تحتوي على أكثر من نجم واحد هي النصف. وهذا ليس كل شيء.
متعلق ب: ربما يكون صائد الكواكب الخارجية TESS التابع لناسا قد اكتشف أول كوكب مارق
بالإضافة إلى ذلك، يبدو أن بيرسيفال لديه المدار الأكثر استطالة من فئة الكواكب، وهي الكواكب الشبيهة بنبتون. يمتلك الكوكب الخارجي أيضًا ثاني أطول مدار تم العثور عليه في جميع بيانات TESS حتى الآن، وهو واحد من خمسة عوالم فقط لها مدارات أطول من 100 يوم رصدتها المركبة الفضائية لصيد الكواكب الخارجية التابعة لناسا منذ إطلاقها إلى الفضاء في عام 2018.
وقالت نورا آيسنر من مركز الفيزياء الفلكية الحاسوبية والباحثة الرئيسية في Planet Hunters TESS، في بيان: “هذا الكوكب رائع في العديد من الجوانب”. “إنه رائع في مداره، وهو رائع لوجوده في المنطقة الصالحة للسكن، وهو رائع لأنه يدور حول نجم ساطع.”
ماذا نعرف عن هذا النظام النجمي السحري؟
تم رصد بيرسيفال لأنه يعبر أو يعبر وجه النجم TOI 4633، مما يتسبب في انخفاض طفيف في الضوء، وهو ما يجعل TESS حساسًا بدرجة كافية لرصده. عادة ما تكون طريقة العبور أفضل في اكتشاف الكواكب التي تدور حول نجومها بشكل وثيق. وذلك لأن الكواكب المحتضنة للنجوم من المرجح أن تقوم بالعبور بين الأرض ونجمها بينما تراقب أدوات العلماء، مما يسمح لنا باكتشاف ترتيب حجب الضوء بشكل متكرر أكثر.
ومع ذلك، فإن بيرسيفال بعيد بشكل غير عادي عن نجمه بالنسبة لعالم تم اكتشافه بطريقة العبور، ويستغرق حوالي 272 يومًا أرضيًا للدوران حول نجمه.
ومن المفارقات أن العلماء يعتقدون أن هناك كوكبًا آخر في هذا النظام، TOI 4633 b، يدور بالقرب من نجمه الأم ويستغرق 34 يومًا أرضيًا فقط لإكمال ثورة. ومع ذلك، لم يتم تأكيد هذه المعلومات لأنه على الرغم من قربه من نجمه، فإن TOI 4633 b لا يمر بين نجمه وTESS. وبالتالي، فهو لا يعبر نجمه من وجهة نظرنا، وتواجه أدواتنا صعوبة في تحليله.
جزء من النظام الثنائي أيضًا هو النجم TOI 4633 B (لاحظ الحروف الكبيرة التي تشير إلى النجوم والأحرف الصغيرة التي تمثل الكواكب)، والتي تستغرق حوالي 203 سنة أرضية للدوران حول TOI 4633 A والكواكب التي تدور حولها.
تتشكل النجوم الثنائية في نظام نجمي من نفس سحابة الغاز والغبار عندما “تتكتل” المناطق الباردة شديدة الكثافة معًا وتجمع كتلة كافية للانهيار تحت تأثير جاذبيتها. إذا كان هناك ما يكفي من المواد، فيمكن أن يتشكل نجمان. هذا نظام ثنائي.
تولد الكواكب من بقايا المواد بعد تكوين النجم، مما يفسر لماذا إذا ولدت سحابة من المادة نجمين، فمن غير المرجح أن تولد كواكب أيضًا.
وقال آيزنر: “إن العثور على كواكب في أنظمة متعددة النجوم أمر بالغ الأهمية لفهمنا لكيفية صنع كواكب مختلفة من نفس المادة”. “إنه أمر مثير للغاية أننا وجدنا هذا.”
على الرغم من أن بيرسيفال يقع في المنطقة الصالحة للسكن لنجمه، فمن غير المرجح أن يكون صديقًا جدًا للحياة كما نعرفها. من المحتمل أن الكوكب يفتقر إلى سطح صلب؛ بدلاً من ذلك، يبدو أنه يتكون من غلاف جوي سميك من بخار الماء والهيدروجين والميثان، مما يجعله أشبه بكوكب غازي عملاق في النظام الشمسي أكثر من كونه عالمًا صخريًا يشبه الأرض. ومع ذلك، كما يُقترح أن يكون لكوكب المشتري وزحل أقمار من الجليد والصخور مثل إنسيلادوس يمكن أن تدعم الحياة، يمكن أن تدور حول بيرسيفال أقمار خارجية أكثر ملاءمة للكائنات الحية.
وقال آيزنر: “إذا كان لهذا الكوكب قمر، فمن المرجح أن يكون لهذا القمر سطح صلب، والذي يمكن أن يكون مكانًا رائعًا للعثور على الماء”.
لا يوجد أي مؤشر على وجود هذه الأقمار الخارجية حتى الآن، لكن النظام سيكون خيارًا جيدًا لحملات الكشف عن الأقمار الخارجية المستقبلية بفضل سطوع نجومه والمدار الطويل لبيرسيفال، وهي عوامل يُعتقد أنها مفيدة لاكتشاف الأقمار الخارجية.
اكتشاف عوالم جديدة من المنزل مباشرة
يساعد العلماء المواطنون في برنامج Planet Hunters TESS علماء الفلك من خلال تصفية كميات هائلة من البيانات التي لا يستطيع الباحثون التعامل معها بمفردهم. لقد كان البرنامج يؤتي ثماره. وقد ساعد متطوعوها البالغ عددهم 43000 من 90 دولة علماء الفلك في تصنيف حوالي 25 مليون جسم حتى الآن.
يتمتع فريق Planet Hunters TESS الضخم بمهارة خاصة في اكتشاف الإشارات الخافتة للكواكب الموجودة في مدارات طويلة، والتي تواجه برامج الكمبيوتر صعوبة في تحديدها.
وقال آيزنر: “إن الدماغ البشري لديه قدرة مذهلة حقًا على التعرف على الأنماط وتصفية الضوضاء”. “بينما تكافح خوارزمياتنا لتحديد هذه الكواكب ذات الفترة الأطول، فإن العلماء المواطنين لا يفعلون ذلك.”
حدث اكتشاف بيرسيفال عندما حدد 15 عالمًا مواطنًا من Planet Hunter TESS لأول مرة إشارة في البيانات التي بدت أنها تشير إلى كوكب عابر. بعد ذلك، ألقت آيسنر وفريقها نظرة فاحصة على نظام TOI 4633 ورصدوا “تذبذبات” صغيرة في حركة أحد النجوم والتي تشير بالفعل إلى قوة الجذب الثقالية للكواكب التي تدور حولها.
ومن خلال التعمق في النظام باستخدام البيانات الأرشيفية التي تم جمعها على مدار ما يقرب من 120 عامًا، اكتشف الفريق بعد ذلك أن TOI 4633 يتكون من نجمين، وليس نجمًا واحدًا. ومع ذلك، فإن هذه النجوم قريبة جدًا من بعضها البعض حاليًا، بحيث لا يمكن تمييزها بشكل منفصل.
سوف تمر ثلاثة عقود قبل أن يصبح النجمان TOI 4633 A وTOI 4633 B متباعدين على نطاق واسع بما يكفي لعلماء الفلك لتحديد الترتيب الدقيق لهذا النظام النجمي الثنائي. يمكن أن تساعدنا هذه البيانات في تحديد ما إذا كان الكوكبان يدوران بالفعل حول النجمين، وهو ما قد يساعدنا بدوره على فهم أفضل للأنظمة النجمية التي يجب التركيز عليها بينما نواصل اصطياد الكواكب الخارجية.
وأوضح آيسنر: “إذا تمكنا من تحديد المكان الذي تدور فيه الكواكب، فسيوفر ذلك حقًا نقطة انطلاق لفتح فهمنا لتكوين الكواكب الخارجية”. “من الممكن أيضًا أن يساعدنا يومًا ما في أن نكون قادرين على النظر إلى النجم وخصائصه وإجراء بعض التخمينات حول الكواكب التي من المحتمل أن تدور في هذا النظام.”
قصص ذات الصلة:
– قد يكون الكوكب الغريب “المأسور” مختبئًا على حافة نظامنا الشمسي – وهو ليس “الكوكب X”
– 400 كوكب مارق بحجم الأرض يمكن أن يتجول في درب التبانة
– يتنبأ تلسكوب جيمس ويب الفضائي بوجود سحب من الصخور الذائبة على هذا الكوكب الخارجي شديد الحرارة
في هذه الأثناء، وقبل معرفة المزيد عن هذا النظام، سيواصل فريق Planet Hunter TESS بحثه عن كواكب رائعة خارج النظام الشمسي.
وقال سايمون بنتزن، وهو عالم مواطن دنماركي متطوع مع Planet Hunters TESS منذ عام 2018، في البيان: “في كل مرة أكتشف فيها عبورًا محتملاً، أستطيع أن أشعر بقلبي ينبض بشكل أسرع، وترتفع حماستي على نطاق واسع”. “أنا سعيد جدًا لأنني ساعدت في العثور على النظام الجديد.
“آمل أن تساعد الكواكب الجديدة في المساهمة في فهمنا لتكوين الكواكب والمساعدة في الإجابة على أسئلة كوكبية أخرى مثيرة للاهتمام.”
نُشر بحث الفريق يوم الثلاثاء (30 أبريل) في مجلة الفيزياء الفلكية