عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.
الائتمان: مرصد الجوزاء الدولي/Noirab/NSF/Aura/p. مارينفيلد
أكد العلماء وجود أربعة كواكب صغيرة صخرية تدور حول نجم بارنارد – ثاني أقرب نظام نجوم على الأرض – باستخدام أداة متخصصة على التلسكوب الشمال الجوزاء العظيم في هاواي. بعد ست سنوات فقط منا ، كل العوالم ساخنة للغاية لدعم الحياة كما نعرفها.
هذا الاكتشاف مثير بشكل خاص ، أوضح ريتفيك باسانت ، وهو دكتوراه طالب في جامعة شيكاغو ومؤلف على ورقة حول الاكتشاف الجديد. هذا لأنه ، كما قال ، نجم بارنارد هو في الأساس جارنا الكوني ، لكننا لا نعرف الكثير عن ذلك.
كانت هناك العديد من الادعاءات الكواكب الخارجية يدور حول نجم بارنارد على مر السنين ، ويعود تاريخه إلى الستينيات. نجم بارنارد هو أ القزم الأحمر، المعروف أيضًا باسم M-dwarf ، وهو ملحوظ لوجود أسرع حركة مناسبة ، في إشارة إلى حركتها المرئية في سماء الليل ، من أي نجمة تم اكتشافها حتى الآن.
انطباع الفنان عن سطح أحد نجم Barnard في العالم. يمكن رؤية الكواكب الثلاثة الأخرى في السماء. | الائتمان: مرصد الجوزاء الدولي/Noirab/NSF/Aura/p. مارينفيلد
في الآونة الأخيرة ، في عام 2024 ، ادعى علماء الفلك الذين يستخدمون Spresso Spectrograph على التلسكوب الكبير جدًا في تشيلي اكتشاف كوكب واحدوالأدلة لثلاثة آخرين. الآن ، أكد فريق بقيادة جاكوب بين وباسانت في جامعة شيكاغو ما وراء ظل الشك على وجود الكواكب الأربعة.
“لقد سمح لنا قرب نجم بارنارد بمراقبة ذلك حتى خلال ليالي الطقس السيئة ، لأن سطوعها جعلها متاحة حتى في ظل الظروف المثلية. هذا مكننا من جمع المزيد من البيانات ، مما يؤدي في النهاية إلى اكتشاف هذه الكواكب المنخفضة الكتلة”.
كانت الأداة الرئيسية المستخدمة في ملاحظات الفريق هي مراوغات Maroon-X ، وهي أداة زيارة في Gemini North. يقيس Maroon-X “السرعة الشعاعية”-التمايل الخفيف ذهابًا وإيابًا من نجم بارنارد حيث يدور حول مركز الكتلة المشتركة بينه وبين كواكب المدارات الأربعة. كلهم أقل ضخامة من أرض. في الواقع ، فهي بعض من أقل الكواكب الخارجية التي تم اكتشافها على الإطلاق.
كوكب الأعمق في النظام هو الكوكب (د) (تتم تسمية الكواكب بترتيب الاكتشاف ، وليس المسافة من النجم) ، التي لديها كتلة 26 ٪ فقط أن الأرض و Orbits Barnard's Star كل 2.34 يومًا على مسافة 1.7 مليون ميل (2.8 مليون كيلومتر/0.0188 الوحدات الفلكية). التالي هو الكوكب ب: الكوكب الذي تم تحديده لأول مرة في بيانات الإسبريسو في عام 2024. هذا الكوكب لديه كتلة 30 ٪ من الأرض ، ويدور نجمه كل 3.15 أيام على مسافة 2.13 مليون ميل (3.4 مليون كيلومتر/0.0229 الاتحاد الافريقي).
Planet C هو الوزن الثقيل للحفنة ، مع كتلة 33.5 ٪ من الأرض. إنه يدور حول نجم Barnard على مسافة 2.55 مليون ميل (4.1 مليون كيلومتر/0.0274 Au) ولديه فترة مدارية قدرها 4.12 يومًا.
تم تأكيد الكواكب الثلاثة الأولى باستخدام ملاحظات Maroon-X فقط. لتأكيد الكوكب الرابع ، هـ ، يجب دمج بيانات Maroon-X مع قياسات إسبرسو للكشف عن كوكب مع 19 ٪ فقط من كتلة الأرض ، مما يدور حول نجم بارنارد كل 6.74 يومًا على مسافة 3.56 مليون ميل (5.7 مليون كيلومتر/0.0381 AU).
هذه العوالم مضغوطة بشكل لا يصدق من حيث المسافة إلى بعضها البعض ، مع 372،820 ميلًا فقط (600000 كيلومتر) بين الكواكب D و B ، و 434،960 ميلًا (700000 كيلومتر) بين B و C. للمقارنة ، المسافة المتوسطة بين الأرض والأرض قمر هو فقط 238،600 ميل (384،000 كيلومتر). تخيل وجود كوكب على عتبة بابنا في هذه المسافة مرتين فقط!
ومع ذلك ، هذه هي الطريقة التي يتم بها ترتيب الأشياء حول نجم بارنارد.
لتناقض أكثر وضوحا ، ناسا Parker Solar Probe، الذي يغوص فعليًا في الإكليل الشمسي ، يقترب ما يصل إلى 3.9 مليون ميل (6.2 مليون كيلومتر) على سطحنا شمس. يمكن أن تتناسب مدارات جميع الكواكب الأربعة حول نجم Barnard بسهولة داخل مدار Parker's Solar Probe. ولتعزيز التباين بيننا نظام الطاقة الشمسية ونظام الكواكب النجمة في بارنارد ، أقرب كوكب إلى الشمس في نظامنا الشمسي ، الزئبق، لديه مسافة متوسط يبلغ 36 مليون ميل (58 مليون كيلومتر) بينها وبين الشمس.
إن الانفصالات الصغيرة بين الكواكب المحيطة بنجمة بارنارد تثير أيضًا نظامًا آخر للعالم حول قزم أحمر ، trappist-1، حيث يتم تعبئة سبعة كواكب على بعد 5.75 مليون ميل (9.267 مليون كيلومتر) من نجمهم المركزي.
قزم أحمر مثل نجم بارنارد يختلف تمامًا عن شمسنا. لديها 16 ٪ فقط من كتلة الشمس لدينا ، و 19 ٪ قطرها. على هذا النحو ، يتم تخفيض نظامه الكوكبي. يمكن أن تكون الأقزام الحمراء أيضًا متقلبة للغاية ، حيث تنبع من السحب من الجزيئات المشحونة وتوهش الإشعاع بشكل متكرر أكثر من شمسنا ، والتي يمكن أن تجرد عوالم قريبة من أجواءها. ومع ذلك ، فإن نشاط القزم الأحمر ينخفض مع تقدم العمر ، ويبلغ عمر نظام نجم بارنارد حوالي 10 مليارات سنة.
ومع ذلك ، فإن أيا من الكواكب التي تم العثور عليها حتى الآن سيكون صالحًا للحياة كما نعرفها على أي حال ، لأنها قريبة جدًا وساخنة جدًا. بدلا من ذلك ، و منطقة صالحة للسكن حول نجم بارنارد يتزامن مع العوالم أبعد من ذلك ، مع فترات مدارية تتراوح بين 10 و 42 يومًا. حتى الآن ، لم يتم العثور على أي كواكب بعيدة عن النجم.
“مع مجموعة البيانات الحالية ، يمكننا أن نستبعد بثقة أي كواكب أكثر ضخامة من 40 إلى 60 ٪ من كتلة الأرض بالقرب من الحواف الداخلية والخارجية للمنطقة الصالحة للسكن ،” قال Sbasant .. “بالإضافة إلى ذلك ، يمكننا أن نستبعد وجود كواكب الأرضية مع فترات مدارية تصل إلى بضع سنوات. نحن واثقون أيضًا من أن النظام لا يستضيف حدوث غاز في غاز معقول.”
تمكن Maroon-X من جمع 112 قياسات للسرعة الشعاعية لنجم Barnard طوال الفترة 2021-2023. وفي الوقت نفسه ، سجلت إسبرسو 149 قياسات للسرعة الشعاعية للنجمة ذات القدمين ولكنها ضآلة. هذا لا يكفي لاستبعاد إمكانية وجود أي كواكب صغيرة أخرى قد تتربص في المنطقة الصالحة للسكن.
وقال باسانت: “لدينا أيضًا بيانات إضافية من عام 2024 لم يتم استخدامها في هذا الاكتشاف”. “إذا اضطررت إلى اختيار رقم ، فأنا أقدر أن 50 نقطة بيانات أخرى ستكون مثالية لتحقيق أفضل حساسية ممكنة مع الأدوات الحالية.”
تم تصميم Maroon-X خصيصًا لقياس السرعات الشعاعية لأنظمة القزم الأحمر. التركيز على الأقزام الحمراء ذو شقين. أحد الأسباب هو أنها أكثر أنواع النجوم اكتظاظًا بالسكان في مجرة وتكوين غالبية النجوم الأقرب لنا. ثانياً ، تجعل كتلهم الصغيرة من السهل اكتشاف التذبذب في حركاتها الناجمة عن الكواكب الصخرية بحجم الأرض. وضعت على تلسكوب من فئة بطول ثمانية أمتار مثل الجوزاء شمالًا ، وقادر على المشاهدة في الأشعة تحت الحمراء القريبة حيث تكون الأقزام الحمراء مثل نجم بارنارد أكثر إشراقًا ، يتم وضع Maroon-X بشكل مثالي للبحث عن أنظمة الكواكب هذه.
وقال باسانت “كان هذا الاكتشاف ممكنًا بسبب مجموعة من العوامل”. “إذا اضطررت إلى اختيار واحدة ، فستكون الدقة غير المسبوقة لأدوات الجيل التالي مثل Maroon-X و Espresso.”
لسوء الحظ ، لا تنتقل الكواكب الأربعة لنجم بارنارد ، أو تمر أمام نجمها ، من وجهة نظرنا. هذا يعني أنه لا يمكننا مراقبة الكسوف الثانوية (حيث تتحرك الكواكب خلف نجمها ، مما يسمح لنا بطرح ضوء النجم من ضوء الجمع بين النجم والكواكب ، لتركه مع ضوء الكواكب فقط) أو التحليل الطيفي للعبور (حيث يتم ترشيح مصباح النجوم من خلال أجواء الكواكب ، إذا كانت تحتوي على واحدة ، مما يكشف عن مولات قد تكون موجودة).
-هل تستضيف Exoplanet K2-18b الحياة الغريبة أم لا؟ هذا سبب استمرار النقاش
– يمكن أن تدمر النجوم المزاجية وجهة نظرنا لآلاف الكواكب الخارجية ، واكتشاف تلسكوب هابل
-يثبت نظام غريب متعدد الأطوار ليس كل كوكب المشتري الساخن كوكب خارجية هي عمالقة وحيد
ومع ذلك ، “Hile هذه الكواكب لا تتجاوز ، يمكن دراسة انبعاثاتها الحرارية [the James Webb Space Telescope]يقول باسانت: “لا يزال هذا صعبًا”.
في غضون ذلك ، يعتزم Basant و Bean وفريقهم الاستمرار في البحث عن المزيد من الكواكب التي تدور حول نجم Barnard. بعد كل شيء ، نحن من الناحية العملية جيران – وحان الوقت الذي وجدناه وتعرفنا على هذا النظام الكوكبي المجاور.
تم نشر النتائج في 11 مارس في رسائل المجلة الفيزيائية الفلكية.