يتوصل علماء الفلك إلى اكتشاف نادر: نجم صغير بارد
وهذا اكتشاف نادر لأنه من الصعب اكتشاف الكواكب الخارجية الأصغر حجما والأخف وزنا من نبتون وأورانوس، ولم يتم اكتشاف سوى عدد قليل منها حتى الآن. تعتبر هذه الأنظمة النادرة مثيرة للاهتمام بشكل خاص لفهم تكوين الكوكب وتطوره بشكل أفضل؛ فهي تعتبر خطوة أساسية نحو اكتشاف الكواكب الشبيهة بالأرض والتي تدور حول النجوم.
تم اكتشاف النظام الكوكبي الجديد حول النجم HD88986. يتمتع النجم بدرجة حرارة مماثلة لدرجة حرارة الشمس، وله نصف قطر أكبر قليلاً، وهو ساطع بما يكفي لرؤيته من قبل المراقبين المتحمسين في مواقع مراقبة السماء السوداء في جميع أنحاء المملكة المتحدة، مثل متنزه Bannau Brycheiniog الوطني (Brecon Beacons).
البحث، الذي نشر في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية، قادته ندى حيدري، زميلة ما بعد الدكتوراه الإيرانية في معهد الفيزياء الفلكية في باريس (IAP). وفي المملكة المتحدة، شارك توماس ويلسون، أحد كبار الباحثين في جامعة وارويك، في قيادة تحليل بيانات الأقمار الصناعية، بما في ذلك البحث عن كواكب جديدة. ويضم الفريق أيضًا باحثين من 29 معهدًا آخر في تسع دول، بما في ذلك سويسرا وتشيلي والولايات المتحدة.
كوكب خارجي بارد يشبه نبتون
يتضمن النظام كوكبًا باردًا أصغر من نبتون، يُسمى بكوكب نبتون الفرعي، HD88986b. يتمتع الكوكب بأطول فترة مدارية لأي كوكب خارجي معروف (146 يومًا)، وهو أصغر من نبتون أو أورانوس.
تشرح ندى حيدري من IAP: "معظم الكواكب التي اكتشفناها وقمنا بقياس كتلتها ونصف قطرها لها مدارات قصيرة، عادة أقل من 40 يومًا. بالمقارنة مع النظام الشمسي، فحتى عطارد، أقرب كوكب إلى الشمس، يستغرق 88 يومًا لإكمال مداره. ويشكل عدم اكتشاف الكواكب ذات المدارات الأطول تحديًا لفهم كيفية تشكل وتطور الكواكب في المجرات الأخرى وحتى نظامنا الشمسي. مع فترة مدارية تبلغ 146 يومًا، قد يكون HD88986b أطول كويكب تم قياسه بدقة وله مدار معروف."
تم اكتشاف HD88986b باستخدام مقياس الطيف عالي الدقة SOPHIE (آلة تحلل الأطوال الموجية للضوء من الكواكب الخارجية) في مرصد هوت بروفانس في فرنسا. تستخدم SOPHIE "طريقة السرعة الشعاعية" للكشف عن الكواكب الخارجية وتحديد خصائصها؛ قياس التغيرات الصغيرة في حركة النجم الناتجة عن دوران الكواكب حول النجم.
وكشفت هذه الملاحظات عن وجود الكوكب، مما سمح للفريق بتقدير كتلته بنحو 17 مرة ضعف كتلة الأرض.
تشير الملاحظات التكميلية من القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) التابع لناسا والقمر الصناعي الخاص بتوصيف الكواكب الخارجية (CHEOPS) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) إلى أن الكوكب قد "يعبر" أمام نجمه المضيف. وعندما يمر مداره بين خط رؤية الأرض والنجم، فإنه يحجب النجم جزئيًا - مما يسبب انخفاضًا في سطوع النجم يمكن ملاحظته وقياسه.
ومن خلال عمليات الرصد لهذين القمرين الصناعيين، قدر فريق البحث بشكل مباشر أن قطر الكوكب يبلغ حوالي ضعف قطر الأرض. اعتمدت نتائج الدراسة على أكثر من 25 عامًا من بيانات الرصد، والتي تضمنت أيضًا بيانات من القمر الصناعي غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية وتلسكوب كيك في هاواي.
بالإضافة إلى ذلك، تبلغ درجة حرارة الغلاف الجوي لـ HD88986b 190 درجة مئوية فقط، مما يوفر فرصة نادرة لدراسة تكوين ما يسمى بالأغلفة الجوية "الباردة"، حيث أن معظم الأجواء المكتشفة للكواكب الخارجية تزيد درجة حرارتها عن 1000 درجة مئوية.
نظرًا للمدار الواسع لكوكب HD88986b تحت نبتون (يصل إلى 60% من المسافة بين الأرض والشمس)، فمن المحتمل أن يكون HD88986b قد أجرى تفاعلات نادرة مع كواكب أخرى قد تكون موجودة في هذا النظام الكوكبي، وقد تعرض لفقدان كتلة ضعيف تحت الأشعة فوق البنفسجية القوية للنجم المركزي. ولذلك، ربما احتفظ بتركيبته الكيميائية الأصلية، مما يسمح للعلماء باستكشاف التكوين والتطور المحتمل لهذا النظام الكوكبي.
وقال توماس ويلسون، من قسم الفيزياء بجامعة وارويك: "HD88986b هو في الأساس نسخة أصغر من نبتون، ويقع بين مداري عطارد والزهرة. وهو أحد أفضل الكواكب الخارجية الباردة الصغيرة التي تمت دراستها ويوفر فرصة عظيمة للبحث. وتمهد دراسة غلافه الجوي الطريق لفهم أوجه التشابه بينه وبين غلافنا. كما أنه يدور حول نجم بدرجة حرارة مماثلة لدرجة حرارة الشمس، مما يجعله مقدمة لكوكب الأرض". الكواكب الشبيهة بالأرض التي سيتم اكتشافها بواسطة تلسكوب بلاتو الفضائي، والذي تلعب فيه جامعة وارويك دورًا رائدًا."
الرفيق الخارجي الثاني
اكتشف علماء الفلك أيضًا كوكبًا خارجيًا ثانيًا يدور حول النجم المركزي. هذا الكوكب الخارجي ضخم للغاية (أكثر من 100 مرة كتلة كوكب المشتري) وله فترة مدارية تمتد لعدة عقود. هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات لفهم طبيعته وتحديد خصائصه بشكل أفضل.
وأضاف توماس ويلسون: "لقد جمعنا أكثر من 25 عامًا من البيانات من التلسكوبات الموجهة إلى HD 88986، مما يجعله واحدًا من أطول أنظمة الكواكب الخارجية التي تمت دراستها. وتكشف هذه الثروة من البيانات عن رفيق ثانٍ لكوكب خارج المجموعة الشمسية أكبر من كوكب المشتري، والذي ربما كان مهمًا في تكوين هذا الكوكب الشبيه بنبتون، مثل كوكب المشتري في نظامنا الشمسي".
المصدر المجمع: ScitechDaily