الملخص:
أكد علماء الفلك مؤخرًا وجود كوكب خارجي عملاق صغير جدًا، وهو Elias 2-24 b. ويبعد الكوكب عن الأرض حوالي 450 سنة ضوئية، وعمره أقل من مليون سنة. ولا يزال مدفونًا عميقًا في قرص الغاز والغبار المحيط بنجمه الأم ويستمر في تراكم المواد من المواد المحيطة به. إنه ليس فقط أصغر كوكب تم اكتشافه على الإطلاق، ولكنه تشكل بشكل أسرع بكثير مما توقعته النظريات الحالية حول تكوين الكواكب.
تبلغ كتلة إلياس 2-24 ب نفس كتلة كوكب المشتري تقريبًا، ولا يزال النظام النجمي الموجود فيه في مرحلة مبكرة جدًا من التطور. بعد ولادة نجم شاب، عادة ما تبقى حوله كمية كبيرة من الغاز والغبار والجليد والمواد الصخرية، والتي تدور حول النجم لتشكل قرصًا كوكبيًا أوليًا. وبمرور الوقت، اصطدمت المواد الموجودة في القرص تدريجيًا وتجمعت وشكلت أجرامًا سماوية أكبر وأكبر تحت تأثير الجاذبية، ونمت في النهاية إلى كواكب. من النادر جدًا أن يقوم علماء الفلك بمراقبة الكواكب بشكل مباشر في هذه العملية، لأن الكواكب حديثة الولادة غالبًا ما تكون محجوبة بالغاز والغبار الذي شكلها.
استخدم الباحثون الإكليل في مرصد كيك في هاواي لإعادة تحليل بيانات المراقبة المتراكمة سابقًا. يحجب الكوروناغراف ضوء النجم الساطع للغاية، مما يمنح علماء الفلك الفرصة للبحث عن الأجسام القريبة الأقل سطوعًا. وقد أجرى فريق البحث في السابق ملاحظات على 7 نجوم تحتوي على أقراص مادية حولها، واعتبر أن الهياكل مثل الحلقات والفجوات في هذه الأقراص ربما تكون مرتبطة بالكواكب التي يتم تشكيلها.
من بينها، هناك فجوة ضيقة واضحة جدًا في قرص الغبار حول إلياس 2-24. ويعتقد الباحثون أنه إذا كان هناك كوكب ينمو هنا، فإن جاذبيته ستستمر في امتصاص المواد المحيطة به وإفراغ مدار في القرص، مما يخلق فجوة واضحة. وأخيرا، وجد الباحثون إلياس 2-24 ب داخل هذه الفجوة.
في الواقع يعود تاريخ اكتشاف هذا الكوكب إلى حوالي 10 سنوات. في السابق، اكتشف مصفوفة أتاكاما المليمترية/تحت المليمترية الكبيرة (ALMA) في تشيلي فجوة في قرص الغبار المحيط بـ Elias 2-24. وفي وقت لاحق، اكتشف التلسكوب الكبير جدًا (VLT) التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي نقطة ضوء خافتة جدًا في هذه الفجوة. اشتبه علماء الفلك في ذلك الوقت في أنه قد يكون كوكبًا في طور التكوين، لكن كان من الصعب التوفيق بين هذا التفسير والنماذج الحالية لتكوين الكواكب.
المشكلة هي أن هذا الكوكب المرشح بعيد جدًا عن نجمه الأم، أي حوالي 55 ضعف المسافة بين الأرض والشمس. ووفقا للنظرية الحالية، سيستغرق تكوين كوكب عملاق بكتلة كوكب المشتري حوالي 5 ملايين سنة على مسافة من الشمس تعادل مدار المشتري، وإذا كان أبعد عن النجم، فإنه عادة ما يستغرق وقتا أطول. ومع ذلك، فإن عمر النظام النجمي الذي يقع فيه Elias 2-24 b أقل من مليون سنة، مما يعني أنه يجب أن يكون قد أكمل نموًا واسع النطاق في وقت أقصر بكثير مما كان متوقعًا نظريًا.
ثم استعاد الباحثون ملفات المراقبة التاريخية لمرصد كيك، على أمل التأكد مما إذا كانت بقعة الضوء الغامضة قد ظهرت بالفعل. وأظهرت النتائج أن نفس مصدر الضوء الخافت ظهر أيضًا في بيانات مراقبة تلسكوب كيك في عامي 2018 و2020. ومن خلال الجمع بين الملاحظات من سنوات مختلفة وتتبع موقع البقعة بمرور الوقت، وجد الباحثون أنها تحركت بطريقة تتفق مع كوكب يدور حول النجم، بدلاً من نجم خلفي أو قطعة أثرية تنتجها عملية التصوير بالتلسكوب.
هذه الملاحظات طويلة الأمد سمحت لفريق البحث أخيرًا بالتأكد من أن بقعة الضوء الغامضة هذه هي Elias 2-24 b. ولا يقتصر الأمر على أن كتلته قريبة من كوكب المشتري فحسب، بل إنه لا يزال في مرحلة نمو مستمرة في تراكم المواد المحيطة به، لذلك يراقب علماء الفلك في الواقع عملية "ولادة" كوكب عملاق.
يطرح هذا الاكتشاف تحديات جديدة للنظريات الحالية حول تكوين الكواكب. أصغر الكواكب التي كان يُعتقد سابقًا أنها موجودة في نظامي PDS 70 وWISPIT 2 يبلغ عمرها أكثر من 5 ملايين سنة. يبلغ عمر إلياس 2-24 ب أقل من مليون سنة، ولكنه نما إلى ما يقرب من كتلة كوكب المشتري، مما يشير إلى أن معدل تكوين الكواكب العملاقة قد يكون أسرع بكثير مما كان يعتقد سابقا.
وأشار الباحثون إلى أن مجرة درب التبانة تقوم باستمرار بتكوين نجوم وكواكب جديدة، لذلك هناك في الواقع كواكب في مراحل مختلفة من التطور في الكون. ومع ذلك، فإن النطاق الذي يمكن للتلسكوبات الموجودة مراقبته بشكل مباشر لا يزال محدودًا للغاية. يبلغ عمر معظم الكواكب الخارجية المؤكدة البالغ عددها حوالي 6000 مليار سنة، وعادةً ما تدور بالقرب نسبيًا من نجومها الأم. في المقابل، غالبًا ما تكون الكواكب حديثة الولادة مخفية في طبقات سميكة من الغبار والغاز، مما يجعل من الصعب على علماء الفلك رؤيتها مباشرة.
تؤدي الطرق التقليدية لاكتشاف الكواكب الخارجية إلى تفاقم هذا التحيز. يتم اكتشاف عدد كبير من الكواكب الخارجية من خلال طريقة العبور، وهي عندما يمر كوكب بين راصدي الأرض والنجم، فإنه يحجب جزءًا من ضوء النجم لفترة وجيزة، مما يسبب انخفاضًا طفيفًا في سطوع النجم. لكن بالنسبة للكواكب الشابة، قد تحجبها أقراص الغبار السميكة، كما أن الكواكب الأبعد عن نجومها لها فترات مدارية طويلة جدًا، لذا فإن أحداث العبور أكثر ندرة.
يوفر Elias 2-24 b فرصة نادرة للغاية للعلماء لإجراء دراسة مباشرة للنمو المبكر لكوكب عملاق. ويعتقد الباحثون أن هذا النوع من الكواكب الصغيرة جدًا يمكن أن يساعد في تحسين نماذج تكوين الكواكب القائمة حاليًا بناءً على الحسابات النظرية والمحاكاة الحاسوبية وملاحظات النجوم الشابة، وشرح سبب نمو بعض الكواكب بسرعة في وقت قصير جدًا.
في المستقبل، من المتوقع أن يقوم تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي التابع لناسا بتوسيع قدرة المراقبة هذه. تم إطلاق التلسكوب الروماني في 30 أغسطس وهو مجهز بجهاز كوروناغراف أكثر تقدمًا، والذي يمكنه التمييز بشكل أكثر فعالية بين الكواكب المحيطة الخافتة للغاية من الوهج القوي للنجوم.
يمكن للتلسكوب الروماني أيضًا استخدام طرق التصوير المباشر للعثور على الكواكب الصغيرة، ومن المتوقع أن يرصد الكواكب الأقرب إلى النجم، بما في ذلك بعض "توائم المشتري" التي يصعب حاليًا رؤيتها مباشرة بالتلسكوبات. وبالمقارنة، فإن إلياس 2-24 ب يدور حاليا على بعد حوالي 10 مرات عن نجمه الأصلي مقارنة بمدار كوكب المشتري النموذجي.
يأمل علماء الفلك أنه مع دخول جيل جديد من معدات المراقبة مثل رومان حيز الاستخدام، سيظهر تدريجيًا عدد كبير من "الكواكب الصغيرة" التي كانت مخبأة في قرص الكواكب الأولية لفترة طويلة. من خلال مراقبة الكواكب الصغيرة ذات الأعمار المختلفة، والمسافات المدارية المختلفة، والكتل المختلفة، قد يتمكن العلماء من استعادة العملية برمتها من قرص الغبار والغاز إلى نظام كوكبي ناضج لأول مرة.
إن اكتشاف إلياس 2-24 ب يعني أن علماء الفلك يمكنهم الآن رؤية علامات نمو الكواكب العملاقة بشكل مباشر في بيئة كونية حقيقية، كما يظهر هذا الكوكب الذي يبلغ عمره أقل من مليون سنة أن بعض الكواكب العملاقة على الأقل قد تتشكل بسرعة في وقت أقصر بكثير مما تنبأت به النماذج التقليدية. نُشرت نتائج البحث في "The Astrophysical Journal Letters" في 16 سبتمبر 2026.
التعليقات