ما الفرق بين الكواكب الخارجية الشابة والواحد القديم؟

عند الشراء من خلال روابط على مقالاتنا ، قد يكسب المستقبل وشركاء المشاركة في العمولة.

بينما يتعمق علماء الفلك في تنوع العوالم التي تدور حول النجوم البعيدة ، تشير دراسة جديدة إلى مقارنة السكان من الكواكب الخارجية الشابة مع اللاعبين الأكبر سناً يمكن أن تكشف عن أدلة حيوية حول كيفية تشكيل الكواكب وتتطور وتتغير مع مرور الوقت.

يمكن أن يوفر هذا النهج في النهاية إجابات لبعض الموضوعات التي تمت مناقشتها بشكل كبير ، مثل وجود “صحراء نبتون الحار” ، والتي تشير إلى ندرة غريبة لكواكب نبتون في مدارات قريبة حول نجومها ، و “وادي دايريوس” ، وهي فجوة مميزة بين الكواكب التي يبلغ طولها 1.5 و 2 أضعاف دائرة نصف قطرها على الأرض.

يوفر مراقبة الكواكب الخارجية الشابة فرصة فريدة لدراسة الكواكب في حالتها البدائية ، قبل أن تخضعوا للتغيرات الجوية والتطورية الواسعة التي شوهدت في السكان الأكبر سناً-وبفضل ظهور مسارات النقل العالية في مجال النطاق ، يمكن تجميع هذه الملاحظات.

تسمح هذه المهام لعلماء الفلك بدراسة الكواكب الخارجية التي هي الملايين ، وحتى المليارات ، من السنوات الضوئية على بعد تفاصيل ملحوظة من خلال قياس قطرات صغيرة في ضوء النجوم التي تحدث أمام الكواكب أمام نجومها ، من وجهة نظرنا في الكون. من خلال مراقبة هذه الانخفاضات ، يمكن لعلماء الفلك استنتاج وجود كوكب وحجمه وطول مداره.

غالبًا ما تكون قدرتنا على اكتشاف ومراقبة الكواكب الصغيرة محدودة في مدى هدوء النجم المضيف “هادئ” ، جالين بيرجستن ، دكتوراه. مرشح في جامعة أريزونا ، قال موقع Space.com. “نحتاج إلى اكتشاف إشارات خفية يمكن أن تضيع في الضوضاء. تدور الكواكب الشابة النجوم الشباب ، والنجوم الشباب تميل إلى أن تكون صاخبة للغاية ، مما يجعل استخراج إشارات كواكبها الصغيرة أكثر صعوبة.”

“يركز تحليلنا على الكواكب ذات المدارات القصيرة [12 days]وقالت راشيل فرنانديز ، باحثة ما بعد الدكتوراه بجامعة ولاية بنسلفانيا ، لـ Space.com.

“لكن 12 يومًا هي شريحة صغيرة من الفضاء” ، أكدت. “لفهم حقًا كيف تتطور الكواكب ، نحتاج إلى دراسة كلا من الكواكب القريبة والمتطورة في مراحل مختلفة في حياتهم. هذا يمكن أن يساعدنا في معرفة مدى سرعة هجرة الكواكب إلى الداخل ومدى سرعة فقدان أجواءها-سؤالان كبيران لا يزال لدينا إجابات واضحة.”

قام الفريق بتقسيم المواضيع الرصدية إلى فئتين عمريتين: الكواكب الصغيرة (10 ملايين-100 مليون سنة) والكواكب المتوسطة العصر (100 مليون سنة إلى 1 مليار سنة). ثم قارنوا معدلات حدوث هذه الكواكب باستخدام بيانات من TESS من ناسا ، أو عبر القمر الصناعي للمسح في الخارج ، والسكان الأصغر سناً ومن كيبلر للسكان الأكبر سناً. باختصار ، وجد العلماء حدوث أكبر للكواكب الصغيرة.

وقال بيرجستن: “إن حقيقة أننا نرى حدوثًا أعلى للكواكب الصغيرة مقارنةً بالكواكب القديمة تخبرنا أن الكواكب قد تتقلص”. “في المراحل المبكرة من تكوين الكوكب وتطورها ، نعتقد أن الكواكب الصغيرة كانت شائعة حقًا. لكنها تبرد وتفقد أجواءها بمرور الوقت ، مما يجعلها تتقلص إلى أحجام أصغر لا نناسبها مع معظم الدراسات.”

وذلك لأن هذه الكواكب تدور عن كثب نجومها ، والإشعاع الناتج الذي يخرج من أجواءها. وقال فرنانديز: “هذا يجعلهم يتقلصون مع مرور الوقت ، ويشرح لماذا نرى عدد أقل من المتنازلات الفرعية الكبيرة حول النجوم الأكبر سناً-فقد الكثير منهم ببساطة الكثير من أجواءهم للبقاء بنفس الحجم.”

تساعد هذه النتائج في إلقاء الضوء على المدة التي يستغرقها الكواكب لتهدئة وتفقد أجواءها من خلال تتبع كيفية تغير أعدادهم بمرور الوقت. “لقد وجدنا أكبر انخفاض في الحدوث لفترة أطول [hundreds of millions of years] وقال بيرجستن: “الجداول الزمنية ، والتي قد تساعد على التمييز بين نظريات مختلفة عن كيفية تبرد الكواكب وتفقد أجواءها”.

يتكهن الفريق أيضًا بأن ظاهرة تسمى ترحيل المد والجزر قد تلعب دورًا في تشكيل معدل حدوث الكواكب القصيرة. هذه هي العملية التي تقترب بها الكواكب تدريجياً من نجمها بسبب سحب الجاذبية من النجم. يؤدي هذا إلى فقد الكوكب الطاقة والدوامة إلى الداخل مع مرور الوقت ، مما يؤدي غالبًا إلى دخول الكواكب إلى مدارات أقصر بكثير.

“إن فهم ترحيل المد والجزر أمر مهم لأنه يساعد في توضيح كيف ولماذا ينتهي بعض الكواكب بمثل هذه المدارات القصيرة وما يحدث لهم أثناء تحركهم إلى الداخل” ، صرح فرنانديز.

ستوفر المهام المستقبلية بيانات أكثر تفصيلاً ، مما يتيح ملاحظات أفضل للكواكب أبعد من نجومها وكواكب أصغر بدقة أكبر. إن دراسة النجوم ذات الدقة العالية على مدى فترات أطول يمكن أن تحسن قدرتنا على اكتشاف وتوصيف الكواكب الصغيرة التي تدور حول تلك النجوم.

القصص ذات الصلة:

-هل تستضيف Exoplanet K2-18b الحياة الغريبة أم لا؟ هذا سبب استمرار النقاش

– استخدم العلماء أدوات JWST “خاطئة” عن قصد لالتقاط الصور المباشرة للكواكب الخارجية

– تكشف “صور الأطفال” الكواكب الخارجية التي ربما تتشكلها حول عوالم الرضع

وقال فرنانديز: “كل ما نعرفه عن الكواكب يأتي من أقل من 6000 اكتشفنا حتى الآن”. “لكن في العقود القليلة المقبلة ، ستجد البعثات من ناسا و ESA – مثل روماني ، أفلاطون وجايا – عشرات إلى مئات الآلاف الأخرى. وهذا سيساعدنا على تجميع الصورة الكاملة لتشكيل الكوكب والتطور ووضع نظام الطاقة الشمسية لدينا في سياق.

وخلصت إلى القول: “مع وجود الكثير من البيانات الجديدة في الأفق ، ستكون العقود القليلة المقبلة مثيرة بشكل لا يصدق لأبحاث الكواكب الخارجية”.

تم نشر دراسة الفريق في 17 مارس في المجلة الفلكية.