يقدم نظام الكواكب 'البازلاء في جراب' جواهر قريبة للعلماء

عندما يستضيف نجم كوكبًا صخريًا نصف حجمه كوكب الزهرة ، عالم آخر يمكن أن يحتوي على محيط ، وإشارة إلى كوكب يمكن أن يستضيف مياهًا سائلة على سطحه ، يلاحظ علماء الفلك ذلك.



ويشير بحث جديد إلى أن نظامًا نجميًا على بعد 35 سنة ضوئية فقط من الأرض يمكن أن يستضيف كل هذه الأحجار الكريمة بين كواكبه الأربعة أو الخمسة المعروفة. إنه مجرد نوع من الحي الذي يمكن أن يؤجج الأحلام أن اكتشاف الأرض الثانية أصبح قاب قوسين أو أدنى ، حتى عندما يخوض علماء الفلك في اكتشافات لا حصر لها الكواكب الخارجية التي ليست أكثر تفصيلاً من تقدير الحجم.



قال أوليفييه ديمانجون ، الباحث في معهد أستروفيسيكا إي سينسياس دو إسباكو ، بجامعة بورتو بالبرتغال والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة: `` هذا النظام يعلن عما سيحدث ''. بيان الصادرة عن المرصد الأوروبي الجنوبي (ESO) ، والتي تم استخدام مرافقها أثناء البحث.

وأضاف: 'نحن كمجتمع نطارد الكواكب الأرضية منذ ولادة علم الفلك'. 'الآن نحن أخيرًا نقترب أكثر فأكثر من اكتشاف كوكب أرضي في المنطقة الصالحة للسكن لنجمه ، والتي يمكننا دراسة الغلاف الجوي منها.'



متعلق ب: 7 طرق لاكتشاف الكواكب الغريبة
اقرأ أكثر: في يوم آخر ، كوكب آخر خارج المجموعة الشمسية ، والعلماء لا يستطيعون مواكبة ذلك

في قلب النظام النجمي المثير للفضول يوجد ضوء لامع القزم الأحمر يُطلق عليها اسم L 98-59 ، وتُعرف أحيانًا أيضًا باسم TOI-175. حدد فريق منفصل من علماء الفلك لأول مرة ثلاثة كواكب في الجوار ، كل منها بحجم الأرض ، في بحث منشور منذ عامين.

قال نيكول كولون ، عالم الفيزياء الفلكية في مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا والذي شارك في هذا البحث الأصلي ولكنه لم يشارك في البحث الجديد ، لـ Space: `` هذا مشابه إلى حد ما للنظر إلى كوكب الزهرة والأرض والمريخ في النظام الشمسي ''. com في بريد إلكتروني.



لكن كوكب الزهرة والأرض والمريخ مختلفان تمامًا عن بعضهما البعض ، ومن أجل فهم ما إذا كان هذا نموذجيًا لأنظمة الكواكب أو جانبًا غير عادي من منطقتنا ، يحتاج العلماء إلى التعرف على عائلات أخرى من العوالم. 'ما مدى تشابه الكواكب الخارجية التي تكونت حول نفس النجم وهي أيضًا قريبة في الحجم من بعضها البعض؟' كتب كولون.

في وقت البحث الذي شاركت فيه ، كانت أحجام الكواكب تدور حول كل ما يمكن أن يقوله العلماء عن هذه العوالم. جاءت معظم الملاحظات المستخدمة في هذا البحث من القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابر (TESS) التابع لناسا ، والذي يحدق في النجوم القريبة الساطعة لاكتشاف الانخفاضات الطفيفة في السطوع التي تشير إلى مرور كوكب بين النجم والتلسكوب.

يتم تحديد مقدار الضوء الذي يحجبه الكوكب عن طريق حجمه ، لذا فإن حساب الإحصاء يكون مباشرًا ، لكن الرقم لا يخبر العلماء بالضرورة كثيرًا عما ستكون عليه زيارة الكوكب ، والذي يعتمد أكثر على تكوينه.



وقال ديمانجون في البيان: 'إذا أردنا معرفة ما يتكون منه الكوكب ، فإن الحد الأدنى الذي نحتاجه هو كتلته ونصف قطره'. من هناك ، يمكن للعلماء حساب الكثافة الإجمالية للكوكب ومقارنة هذا الرقم ، على سبيل المثال ، بمخاليط الغاز التي تشكل الكواكب الخارجية لنظامنا الشمسي أو الصخور العارية واللب المعدني الضخم لعطارد.

قامت فرق أخرى بأخذ شروخ في حساب كتلة هذه الكواكب ، لكن ديمانجون وزملاؤه قرروا إلقاء نظرة أخرى على نظام L 98-59 ومحاولة حساب كتلة كواكبها على أمل جمع ملاحظات أكثر دقة باستخدام أداة مختلفة ، وهي أداة Echelle Spectrograph للكواكب الصخرية الخارجية والمراقبة الطيفية المستقرة (ESPRESSO) على تلسكوب ESO الكبير جدًا في تشيلي.

أعربت تم تصميمه للتعرف على 'التوائم الأرضية' المحتملة حول النجوم الشبيهة بالشمس ، بناء على ذلك . مثل TESS ومعظم صائدي الكواكب الخارجية الأخرى ، يدرس ESPRESSO الكواكب عن طريق تحليل الضوء من نجم مضيف بعناية.

بسبب رابطة الجاذبية بين النجم وكوكبه ، لا يدور نجم مع رفقاء في مكانه تمامًا ؛ بدلاً من ذلك ، يتأرجح النجم على شكل سميدج بينما يجره الكوكب. من خلال التخطيط بعناية لكيفية تغير بصمة الضوء للنجم بمرور الوقت ، يمكن للعلماء عزل هذا التذبذب وحساب كتلة الكوكب التي تسبب التذبذب.

يمكن أن تعمل هذه التقنية ، التي تسمى السرعة الشعاعية ، حتى عندما لا يتمكن العلماء من رؤية كوكب أو الظل الذي يلقيه على سطح نجمه ، لذلك يمكن للعلماء استخدام هذه التقنية لفهم الكواكب الخارجية المعروفة بشكل أفضل واكتشاف كواكب جديدة.

يجادل الباحثون بأن تحليل السرعة الشعاعية الذي أجراه إسبريسو لنظام L 98-59 حقق كلا الإنجازين ، وهما ضبط فهم العلماء للكواكب الثلاثة المعروفة وتحديد واحد أو اثنين من الكواكب التي كانت مخبأة سابقًا أيضًا.

يقارن الرسم نظام L 98-59 (أعلاه) بنظامنا الشمسي (أدناه). لم يتم عرض الأنظمة على نطاق واسع ، وبدلاً من ذلك ، يتم ترتيب المخطط بحيث تتم محاذاة المناطق الصالحة للسكن في L 98-59 والشمس.

يقارن الرسم نظام L 98-59 (أعلاه) بنظامنا الشمسي (أدناه). لم يتم عرض الأنظمة على نطاق واسع ، وبدلاً من ذلك ، يتم ترتيب المخطط بحيث تتم محاذاة المناطق الصالحة للسكن في L 98-59 والشمس.(مصدر الصورة: ESO / L. Calçada / M. Kornmesser (شكر وتقدير: O. Demangeon))

جولة في نظام شمسي آخر

لنبدأ في قلب هذه العائلة الكوكبية القريبة: النجم L 98-59 ، الذي يدور كل 80 يومًا أو نحو ذلك وفقًا للباحثين. كقزم أحمر ، L 98-59 أصغر بكثير من نجمنا ، لكن كواكبه أيضًا أقرب إليه. لذلك ، يتلقى الطرفان الأعمق حرارة وضوءًا أكثر من عطارد ، بينما يتلقى الجزءان أو الثلاثة الخارجيان حرارة وضوءًا أكثر من عطارد ولكن أقل من الارض .

ثم تأتي الكواكب.

العالم الأعمق هو أخف كوكب خارج المجموعة الشمسية تمكن العلماء من قياسه باستخدام السرعة الشعاعية ، التي تبلغ نصف كتلة كوكب الزهرة فقط. عادةً ما يكون تحديد الكواكب الصغيرة ودراستها أكثر صعوبة من الكواكب الكبيرة ، بغض النظر عن التقنية التي يستخدمها العلماء ، لذا فإن البحث الجديد هو علامة مشجعة على أن علماء الفلك سيكتشفون كواكب صغيرة أخرى نسبيًا في المستقبل القريب ، وفقًا لفريق البحث.

ماريا روزا ثاباتيرو أوسوريو ، عالمة الفلك في مركز علم الأحياء الفلكية في مدريد ، إسبانيا ، ومؤلفة مشاركة في الدراسة الجديدة ، 'هذه خطوة للأمام في قدرتنا على قياس كتل أصغر الكواكب خارج النظام الشمسي' ، قال في بيان ESO.

يبدو أن هذا الكوكب وجاره يخفيان نوى حديدية صغيرة ، وفقًا لتحليل العلماء ، وقد يحتوي كل منهما على القليل من الماء في الغلاف الجوي.

يبدو أن الصخرة الثالثة من هذه الشمس الغريبة لها نواة مماثلة لإخوتها ، ولكن بعد ذلك تصبح الأمور مختلفة تمامًا. هنا ، يبدو أن كل من الماء والغاز أكثر وفرة ، وفقًا لحسابات البحث الجديد ، حيث ربما يكون ثلث كتلة الكوكب من الماء.

هذه العوالم الثلاثة هي نفسها التي تم رصدها لأول مرة في بيانات TESS. ولكن مع قياسات السرعة الشعاعية ، اكتشف العلماء في البحث الجديد كوكبًا آخر ، بالإضافة إلى كوكب خامس محتمل لا يزال بحاجة إلى بيانات أكثر ثباتًا.

إذا كانت هذه البيانات هي بالفعل عالم خامس ، فسوف تتلقى نفس القدر من الضوء والحرارة من النجم مثل الأرض الشمس ، ومن المحتمل أن تكون درجة الحرارة المناسبة لحماية الماء على سطحه - والحياة بدورها.

يطرح الحي ككل بعض الألغاز أيضًا بالطبع. مجتمعة ، يبدو أن النظام يطابق فئة من نظام متعدد الكواكب أطلق عليها العلماء اسم ' البازلاء في جراب ، حيث تتباعد الكواكب ذات الحجم المتماثل على مسافات منتظمة من النجم.

تم بناء عدد قليل فقط من الأنظمة متعددة الكواكب الأخرى حول النجوم القزمة الحمراء مثل L 98-59 ، ولكن المثير للاهتمام أن أحد هذه الأنظمة هو المشهور TRAPPIST-1 النظام ، لاحظ مؤلفو الدراسة.

كالعادة ، سيستمر العلماء في التخلص من ألغاز نظام L 98-59.

وفقًا لكولون ، يستخدم العلماء بالفعل تلسكوب هابل الفضائي لدراسة الغلاف الجوي على جميع العوالم الثلاثة الأعمق ، وسيرصد تلسكوب جيمس ويب الفضائي المقرر إطلاقه في وقت لاحق من هذا العام الكواكب الثانية والثالثة.

وبالنسبة لها ، فإن الدراسة الجديدة مثيرة بقدر ما تقوله عن أبحاث الكواكب الخارجية التي ستأتي كما هي بالنسبة لخصائص الكواكب التي استطاع علماء الفلك استخلاصها من البيانات.

كتب كولون: 'هذا النوع من البحث يثيرني حقًا ويلهمني ، لأنه يوضح التآزر المذهل الموجود بين جميع المرافق التي تعمل على اكتشاف ودراسة الكواكب الخارجية'.

تم وصف البحث في ورقة نُشر الخميس (5 أغسطس) في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

أرسل بريدًا إلكترونيًا إلى ميغان بارتلز على mbartels@demokratija.eu أو تابعها على Twittermeghanbartels. تابعنا على TwitterSpacedotcom وعلى Facebook.