رصيد الصورة: ناسا
قام فريق من علماء الفلك بوزن مجموعة من الكواكب التي تدور حول نجم نابض عن طريق قياس مداراتها بدقة. حتى الآن ، تم وزن اثنين من الكواكب الثلاثة التابعة للنظام ، وتبلغ كتلتهما 4.3 و 3.0 أضعاف كتلة الأرض. ما هو غير عادي هو أن التباعد بين الكواكب يتطابق تمامًا تقريبًا مع تباعد عطارد والزهرة والأرض - مما يجعل هذا النظام الغريب الأكثر تشابهًا مع نظامنا الشمسي المكتشف حتى الآن. تم اكتشاف النجم النابض ، 1257 + 12 ، قبل 13 عامًا باستخدام تلسكوب Arecibo الراديوي.
لأول مرة ، تم 'وزن' الكواكب التي تدور حول نجم نابض عن طريق قياس التغيرات الدقيقة في الوقت الذي تستغرقه لإكمال المدار ، وفقًا لفريق من علماء الفلك من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وجامعة ولاية بنسلفانيا.
أعلن اليوم الباحث في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ماسيج كوناكي وأستاذ علم الفلك في ولاية بنسلفانيا أليكس وولزكزان ، في الاجتماع الصيفي للجمعية الفلكية الأمريكية ، أن كتل اثنين من الكواكب الثلاثة المعروفة التي تدور حول نجم نابض سريع الدوران على بعد 1500 سنة ضوئية في كوكبة العذراء كانت موجودة. تم قياسه بنجاح. تبلغ كتلة الكواكب 4.3 و 3.0 أضعاف كتلة الأرض ، مع خطأ بنسبة 5٪.
الكواكب المقاسة موجودة تقريبًا في نفس المستوى المداري. إذا كان الكوكب الثالث مشتركًا في المستوى مع الكوكبين الآخرين ، فهذا يعني أنه يساوي ضعف كتلة القمر. يقول الباحثون إن هذه النتائج تقدم دليلاً دامغًا على أن الكواكب يجب أن تكون قد تطورت من قرص مادة يحيط بالنجم النابض ، بطريقة مشابهة لتلك المتصورة للكواكب حول النجوم الشبيهة بالشمس.
تتكون الكواكب النابضة الثلاثة ، بمداراتها المتباعدة بنسبة تكاد تكون دقيقة من المسافات بين عطارد والزهرة والأرض ، من نظام كوكبي مشابه بشكل مذهل للنظام الشمسي الداخلي. من الواضح أنها مقدمة لأي كواكب شبيهة بالأرض يمكن اكتشافها حول النجوم القريبة الشبيهة بالشمس بواسطة مقاييس التداخل الفضائية المستقبلية مثل مهمة قياس التداخل الفضائي أو مكتشف الكواكب الأرضية.
قال كوناكي: 'من المثير للدهشة أن النظام الكوكبي حول النجم النابض 1257 + 12 يشبه نظامنا الشمسي أكثر من أي نظام كوكبي خارج المجموعة الشمسية يتم اكتشافه حول نجم يشبه الشمس'. 'هذا يشير إلى أن تكوين الكواكب أكثر عالمية مما كان متوقعًا.'
تم اكتشاف الكواكب الأولى التي تدور حول نجم غير الشمس بواسطة Wolszczan و Frail حول نجم نيوتروني قديم سريع الدوران ، PSR B1257 + 12 ، خلال بحث كبير عن النجوم النابضة تم إجراؤه في عام 1990 باستخدام تلسكوب Arecibo الراديوي العملاق بطول 305 متر. غالبًا ما يمكن ملاحظة النجوم النيوترونية على أنها نجوم راديوية نابضة ، لأنها تكشف عن نفسها كمصادر لدفقات دورية للغاية تشبه النبضات من البث الراديوي. إنها بقايا مضغوطة للغاية ومكثفة من انفجارات المستعرات الأعظمية التي تشير إلى موت النجوم الضخمة والعادية.
توفر الدقة الرائعة للنجوم النابضة بالمللي ثانية فرصة فريدة للبحث عن الكواكب وحتى الكويكبات الكبيرة التي تدور حول النجم النابض. نهج 'التوقيت النابض' هذا مشابه لتأثير دوبلر المعروف جيدًا الذي استخدمه علماء الفلك البصري بنجاح لتحديد الكواكب حول النجوم القريبة. بشكل أساسي ، يستحث الجسم المداري حركة انعكاسية إلى النجم النابض مما يؤدي إلى اضطراب أوقات وصول النبضات. ومع ذلك ، تمامًا مثل طريقة دوبلر ، فإن طريقة توقيت النجم النابض حساسة للحركات النجمية على طول خط البصر ، ويمكن للتوقيت النابض فقط اكتشاف تغيرات وقت وصول النبضة الناتجة عن تذبذب النجم النابض على طول نفس الخط. نتيجة هذا القيد هو أنه لا يمكن للمرء إلا قياس إسقاط حركة الكواكب على خط البصر ولا يمكنه تحديد الحجم الحقيقي للمدار.
بعد فترة وجيزة من اكتشاف الكواكب حول PSR 1257 + 12 ، أدرك علماء الفلك أن الاثنين الأثقل يجب أن يتفاعلا جاذبيًا بطريقة قابلة للقياس ، بسبب قابلية تقارب 3: 2 للفترتين المداريتين 66.5 و 98.2 يومًا. نظرًا لأن الحجم والنمط الدقيق للاضطرابات الناتجة عن حالة شبه الرنين هذه يعتمدان على اتجاه متبادل لمدارات الكواكب وعلى كتل الكوكب ، يمكن للمرء ، من حيث المبدأ ، استخراج هذه المعلومات من ملاحظات التوقيت الدقيقة.
أظهر Wolszczan جدوى هذا النهج في عام 1994 من خلال إظهار وجود تأثير الاضطراب المتوقع في توقيت الكوكب النابض. في الواقع ، كانت هذه هي الملاحظة الأولى لمثل هذا التأثير خارج النظام الشمسي ، حيث يتم عادةً ملاحظة الصدى بين الكواكب والأقمار الصناعية. في السنوات الأخيرة ، اكتشف علماء الفلك أيضًا أمثلة على تفاعلات الجاذبية بين الكواكب العملاقة حول النجوم العادية.
قام Konacki و Wolszczan بتطبيق تقنية التفاعل بالرنين على ملاحظات توقيت دقة الميكروثانية لـ PSR B1257 + 12 التي تم إجراؤها بين عامي 1990 و 2003 باستخدام تلسكوب Arecibo الراديوي العملاق. في ورقة بحثية ستظهر في مجلة Astrophysical Journal Letters ، أوضحوا أن توقيع اضطراب الكواكب الذي يمكن اكتشافه في بيانات التوقيت كبير بما يكفي للحصول على تقديرات دقيقة بشكل مدهش لكتل الكواكب التي تدور حول النجم النابض.
تزيل القياسات التي أنجزها كل من Konacki و Wolszczan احتمالية أن تكون الكواكب النابضة أكبر بكثير ، وهو ما سيكون عليه الحال إذا كانت مداراتها موجهة بشكل أكثر 'وجهاً لوجه' فيما يتعلق بالسماء. في الواقع ، تمثل هذه النتائج أول تحديد لا لبس فيه للكواكب بحجم الأرض التي تم إنشاؤها من قرص كوكبي أولي خارج النظام الشمسي.
قال Wolszczan ، 'هذا الاكتشاف والتشابه المذهل لظهور النظام النابض مع النظام الشمسي الداخلي يوفران دليلًا مهمًا لتخطيط عمليات البحث المستقبلية عن الكواكب الشبيهة بالأرض حول النجوم القريبة.'
المصدر الأصلي: بيان صحفي معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا