من خلال تحليل صورة ظلية لكوكب خارج المجموعة الشمسية يمر أمام نجمه الأم على بعد 420 سنة ضوئية من الأرض ، اكتشف فريق من علماء الفيزياء الفلكية كوكبًا خارج المجموعة الشمسية قد يتضح أنه كوكب زحل. شبيه ... شخص مشابه.
درس الأستاذ المساعد للفيزياء والفلك في جامعة روتشستر إيريك مامايك وطالب الدراسات العليا مارك بيكوت البيانات من مشروع SuperWASP الدولي (البحث عن الكواكب بزاوية عريضة) ومشروع المسح الآلي للسماء (ASAS).
انطباع فنان عن قزم بني محاط بسحابة من غبار الكوكب البدائي. رصيد الصورة: JPL
كانوا ينظرون إلى نمط ضوء النجم. التعتيم الدوري هو علامة منبهة على أن كوكبًا يمر أمامه. الكوكب الكروي يخفت ضوء النجم بانتظام. كما يُرى من الأرض ، فإن ضوء النجم سيخفت عندما يبدأ الكوكب في عبوره ، ويزداد قتامة حتى يصل إلى أقصى درجات التعتيم - النقطة التي يكون فيها الكوكب بين الأرض والنجم مباشرة. بعد ذلك ، سيصبح الضوء أكثر سطوعًا بنفس الوتيرة التي تم تعتيمها سابقًا.
لكن في ديسمبر 2010 ، لاحظوا شيئًا غريبًا. أثناء تحليل البيانات التي تم جمعها على مدار 54 يومًا في أوائل عام 2007 ، خفت النجمة 1SWASP J140747.93-394542.6 بشكل غير منتظم. الشيء الذي يمر أمامه لا يمكن أن يكون كوكبًا كرويًا ، فماذا كان؟
كان للجسم صورة ظلية إهليلجية ، وكان يحجب ضوء النجم بنمط متقطع وغير منتظم ، وكان يحجب جزءًا كبيرًا من ضوء النجم. في مرحلة ما من الممر ، تم حجب 95٪ من ضوء النجم ، على الأرجح بسبب الغبار.
قال مامايك: 'عندما رأيت منحنى الضوء لأول مرة ، عرفت أننا وجدنا شيئًا غريبًا وفريدًا للغاية'. 'بعد أن استبعدنا أن يكون الخسوف ناتجًا عن نجم كروي أو قرص نجمي يمر أمام النجم ، أدركت أن التفسير الوحيد المعقول كان نوعًا من نظام حلقة الغبار التي تدور حول رفيق أصغر - بشكل أساسي' زحل على المنشطات. كانت الحلقات هي السبب الأكثر احتمالًا لتذبذب ضوء النجم.
قال ماماجيك: 'هذه هي المرة الأولى التي يكتشف فيها علماء الفلك نظامًا حلقيًا خارج المجموعة الشمسية يمر بنجم شبيه بالشمس ، وأول نظام من حلقات الغبار الرفيعة المنفصلة التي تم اكتشافها حول جسم منخفض الكتلة خارج نظامنا الشمسي'. ولكن لا تزال هناك بعض الأسئلة الرئيسية حول ما تم اكتشافه بالضبط.
مقارنة الحجم بين الشمس ، ونجم منخفض الكتلة ، وقزم بني ، والمشتري ، والأرض. رصيد الصورة: ناسا
يمكن أن يكون نجمًا منخفض الكتلة أو قزمًا بنيًا أو كوكبًا غازيًا عملاقًا. ولكن لا يزال من السابق لأوانه معرفة كلتا الحالتين. للوصول إلى إجابة ما ، سيحتاجون إلى تحديد كتلة الجسم.
كوكب بهذا الحجم سوف يمارس جاذبية على نجمه بنفس الطريقة التي يسحب بها المشتري الشمس. يمكن لمقدار التذبذب الناتج عن تفاعل الجاذبية هذا أن يكشف عن كتلة الجسم ويعطي علماء الفلك فكرة عما قد يكون عليه. إذا كانت كتلته بين 13 و 75 مرة من كتلة كوكب المشتري ، فمن المحتمل أن يكون قزمًا بنيًا. إذا كان أصغر ، فسيعرف علماء الفلك أنه من المحتمل أن يكون كوكبًا أكثر تشابهًا مع زحل.
اثنان من أقمار راعي كوكب زحل يبقيان الحلقة F للكوكب تحت السيطرة. حقوق الصورة: NASA / JPL
الكائن نفسه ليس الجزء الوحيد المثير للاهتمام من الاكتشاف ؛ يهتم ماماجيك بشكل خاص بالفجوات الموجودة بين الحلقات الظاهرة والتي تشبه بصريًا تلك الموجودة حول زحل. تدل الفجوات عادةً على الأجسام الموجودة داخل الحلقات التي لها تأثير جاذبية كافٍ لتشكيلها ، مثل أقمار راعي زحل.
ولكن حتى إذا كانت الحلقات عبارة عن سحابة من الغبار ، فلن يكون الاكتشاف أقل إثارة. إذا تبين أن الجسم قزم بني به سحابة من الغبار ، يعتقد ماماجيك أنه من المحتمل أن فريقه قد لاحظ المراحل المتأخرة من تكوين الكوكب. أو ، إذا كان الجسم كوكبًا كبيرًا ، فربما يكونون قد لاحظوا تكوين الأقمار حول الكوكب العملاق.
في كلتا الحالتين ، إنه اكتشاف رائع. بقدر ما سيكون العثور على توأم زحل أمرًا رائعًا ، فإن مشاهدة الأقمار تتشكل حول كوكب آخر ستكون رائعة بنفس القدر. سيتم نشر نتائج الفريق في عدد قادم من مجلة أسترونوميكال جورنال.
مصدر: جامعة روتشستر .