أعلنت مهمة CHEOPS (تحديد خصائص قمر الكواكب الخارجية) التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) عن اكتشافها الأول. يطلق عليه WASP-189 b ، ودرجة حرارة حارة عنيفة تبلغ 3200 درجة مئوية (5790 درجة فهرنهايت) ، وهي أكثر سخونة من بعض النجوم. إنهم يطلقون على الكوكب 'كوكب المشتري شديد الحرارة'.
لا تتمثل مهمة CHEOPS في العثور على الكواكب الخارجية ، ولكن اكتشاف المزيد عن الكواكب الخارجية التي اكتشفتها بعثات أخرى مثل كبلر و تيس . تم تصميم CHEOPS لدراسة الكواكب الخارجية المعروفة التي تدور حول النجوم اللامعة القريبة. الهدف هو تحديد حجم هذه الكواكب ، مما سيؤدي إلى فهم أفضل لكتلتها وتكوينها وكثافتها وتشكيلها. تم إطلاق المهمة في ديسمبر 2019 ، ولمدة 3.5 سنوات مخططة.
'يمتلك خوفو دور' متابعة 'فريد يلعبه في دراسة مثل هذه الكواكب الخارجية'.
كيت إسحاق ، عالمة مشروع خوفو في وكالة الفضاء الأوروبية.
تم الإعلان عن التفاصيل المكتشفة لـ WASP-189 b في ورقة جديدة بعنوان ' الجانب الحار والعبور غير المتماثل لـ WASP-189 ب الذي شاهده CHEOPS . ' المؤلف الرئيسي هو مونيكا ليندل ، من جامعة جنيف. تم نشر الورقة في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.
تأتي قوة CHEOPS من قياساتها فائقة الدقة للضوء عندما تدور الكواكب الخارجية حول نجومها. إنه يتميز بوجود CCD مبرد داخل المستوى البؤري لتلسكوب Ritchey-Chretien 32 سم (12.6 بوصة) في قلب المركبة الفضائية. إنه فعال بشكل خاص عند النظر إلى الكواكب الخارجية في نطاق كتلة الأرض الفائقة إلى نبتون. (حوالي 1 إلى 6 أنصاف أقطار الأرض.)
باعتباره كوكب المشتري شديد الحرارة ، فإن WASP-189 b يشبه عملاق الغاز في نظامنا الشمسي ، إلا أنه يدور حول نجمه على مسافة قريبة جدًا. كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجمه أقرب 20 مرة من الأرض التي تدور حول الشمس. يؤدي هذا إلى ارتفاع درجة حرارة الكوكب إلى مثل هذه درجات الحرارة القصوى.
يوضح هذا الرسم البياني بعض الحقائق الأساسية حول WASP 189 b كما حددتها مهمة CHEOPS التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية. حقوق الصورة: ESA
قال المؤلف الرئيسي Lendl في خبر صحفى . 'WASP-189b هو أيضًا كوكب المشتري الأكثر سخونة لمعانًا والذي يمكننا مراقبته أثناء مروره أمام نجمه أو خلفه ، مما يجعل النظام بأكمله مثيرًا للاهتمام حقًا.'
الكوكب شديد السطوع بحيث لا يزال من الممكن رؤية ضوءه ، حتى عندما يحجبه نجمه. أوضح ليندل: 'نظرًا لأن الكوكب شديد السطوع ، فهناك في الواقع انخفاض ملحوظ في الضوء الذي نراه قادمًا من النظام لأنه ينزلق لفترة وجيزة بعيدًا عن الأنظار'. 'استخدمنا هذا لقياس سطوع الكوكب وتقليص درجة حرارته إلى 3200 درجة مئوية.'
يوضح هذا الشكل من الدراسة منحنى الضوء الذي لاحظته CHEOPS من أربعة حالات احتجاب بواسطة نجمها المضيف. كل نقطة رمادية هي نقطة بيانات ، والنقاط السوداء هي البيانات التي تم وضعها في فواصل زمنية مدتها 20 دقيقة ، ويمثل الخط الأحمر نموذج الاختفاء النهائي الذي توصل إليه الباحثون. (انظر الدراسة للحصول على شرح أكثر تفصيلاً.) حقوق الصورة: Lendl et al ، 2020.
هذا الكوكب المتطرف لا يشبه نظامنا الشمسي ، على الرغم من أن كوكب المشتري في الماضي كان على الأرجح أقرب إلى الشمس مما هو عليه الآن. ال فرضية تك الكبرى يقول أن كوكب المشتري هاجر بالقرب من الشمس بمقدار 1.5 وحدة فلكية. ولكن على الرغم من أن هذا أقرب بكثير من مدار كوكب المشتري الحالي الذي يبلغ 5.2 وحدة فلكية ، إلا أنه ليس قريبًا من نجمه المضيف مثل WASP-189 b.
الكوكب حار جدًا لدرجة أنه من المستحيل تخيله حقًا. إنه ساخن بدرجة كافية ليس فقط لإذابة الحديد ، ولكن لتحويله إلى غاز. لذلك ما لم يتوصل بعض الكائنات الحية إلى كيفية استنشاق الحديد ، فلا توجد فرصة للعيش في شيء ساخن جدًا.
بعد مشاهدة الكوكب وهو يمر خلف نجمه ، شاهد CHEOPS المكانين المتاجرين ، و WASP-189 b يمر أمام نجمه المضيف. تعتبر عمليات عبور الكواكب الخارجية مصدرًا غنيًا للمعلومات. تعلم فريق الباحثين الكثير عن شكل الكوكب وحجمه وخصائصه المدارية أثناء عبوره. لقد تعلموا أن WASP-189 b هو في الواقع أكبر مما كان يعتقد: نصف قطره أكبر بحوالي 1.6 مرة من كوكب المشتري.
يوضح هذا الشكل كلاً من منحنيات الضوء التي لاحظتها CHEOPS: أثناء الاحتجاب وأثناء العبور. حقوق الصورة: ESA
ولكن ليس فقط الخصائص غير العادية للكوكب هي التي تثير الاهتمام. النجم المضيف نفسه غير عادي أيضًا.
'إنه يدور بسرعة كبيرة بحيث يتم سحبه للخارج عند خط الاستواء!'
المؤلف الرئيسي مونيكا ليندل
قال ليندل: 'لقد رأينا أيضًا أن النجم نفسه مثير للاهتمام - فهو ليس دائريًا تمامًا ، ولكنه أكبر وأكثر برودة عند خط الاستواء منه عند القطبين ، مما يجعل أقطاب النجم تبدو أكثر إشراقًا'. 'إنه يدور بسرعة كبيرة بحيث يتم سحبه للخارج عند خط الاستواء! إضافة إلى عدم التناسق هذا هو حقيقة أن مدار WASP-189 b مائل ؛ إنه لا ينتقل حول خط الاستواء ، ولكنه يمر بالقرب من قطبي النجم '.
يشير هذا المدار المائل إلى ماضٍ فوضوي ، تمامًا كما يفعل أورانوس في نظامنا الشمسي. يميل أورانوس جانبًا مقارنةً بالكواكب الأخرى ، وربما يكون هذا نتيجة اصطدام قديم مع كوكب أولي آخر في السنوات التكوينية المبكرة للنظام الشمسي.
لا يوجد يقين حول سبب الميل المداري لـ WASP-189 b ، ولكنه جزء من اللغز الذي يحيط بتكوين كواكب كواكب المشترى الساخنة والحارة جدًا.
أضاف المؤلف الرئيسي ليندل ، مشيرًا إلى كيف تتصارع الكواكب للحصول على موقع في نظام شمسي شاب ، أو كيف يمكن للتفاعلات مع النجوم الأخرى أن يتسبب في إمالة الكواكب.
انطباع الفنان عن CHEOPS © ESA / ATG medialab
إن علماء الفلك متحمسون بحق بشأن هذه النتيجة الأولى من CHEOPS. هناك الكثير من الأسئلة حول الكواكب الخارجية ، ويسعى علماء الكواكب إلى اتباع خطوط متعددة ومثمرة من التحقيق في الكواكب الخارجية. قالت كيت إسحاق ، عالمة مشروع خوفو في وكالة الفضاء الأوروبية: 'هذه النتيجة الأولى من خوفو مثيرة للغاية: إنها دليل نهائي مبكر على أن المهمة تفي بوعدها من حيث الدقة والأداء'.
في ورقتهم البحثية ، كان المؤلفون أيضًا مكملين بشكل مماثل لقوة المركبة الفضائية ودقتها. 'تُظهر هذه الملاحظات قدرة CHEOPS على اكتشاف الإشارات الضحلة بمستوى عالٍ للغاية من الدقة ، وبالتالي توضح إمكانات الدراسات المستقبلية للأغلفة الجوية للكواكب الخارجية باستخدام CHEOPS.'
يستمر فهرس الكواكب الخارجية في النمو ؛ نحن نعرف الآلاف منهم الآن ، وليس هناك سبب للاعتقاد بأننا لن نستمر في العثور عليهم حول معظم النجوم. بينما لا يزال TESS يعمل ويعثر العلماء على المزيد من الكواكب في بياناته ، فإن الأمر متروك لـ CHEOPS لإخبارنا المزيد عن تلك الكواكب.
وأضاف إسحاق: 'يلعب خوفو دور' متابعة 'فريد في دراسة مثل هذه الكواكب الخارجية. سيبحث عن عبور الكواكب التي تم اكتشافها من الأرض ، وحيثما أمكن ، سيقيس بدقة أكبر أحجام الكواكب المعروفة بالفعل بعبور نجومها المضيفة. من خلال تتبع الكواكب الخارجية في مداراتها باستخدام خوفو ، يمكننا إجراء توصيف أولي لأغلفتها الجوية وتحديد وجود أي غيوم وخصائصها '.
تقول الدراسة: 'بالنسبة للأجسام الأكثر ملاءمة ، ستجري CHEOPS ملاحظات منحنى الطور ، لتكشف عن توزيع السحب الطولي في الغلاف الجوي للكواكب'. تتمتع CHEOPS أيضًا بالمرونة في المهمة لفحص الكواكب الخارجية عبر مساحة واسعة من السماء ، مما يعني أنها يمكن أن تقضي وقتها على الكواكب الخارجية الواعدة. هذا يفصلها عن مهمة البحث عن الكواكب مثل كيبلر ، والتي ظلت مركزة على بقعة واحدة من السماء ، بحثًا عن دليل على عبور الكواكب.
مهمة CHEOPS هي الأولى من ثلاث بعثات تخطط وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) لتعزيز فهمنا للكواكب الخارجية. الاثنان الآخران طبق (عبور PLAnetary وتذبذبات النجوم) و ارييل (استطلاع كبير للكواكب الخارجية بالأشعة تحت الحمراء في الغلاف الجوي.) تقع هذه البعثات على بعد بضع سنوات ، لكنها تحمل قدرًا كبيرًا من الوعود. في الوقت الحالي ، الأمر متروك لـ CHEOPS.
قال إسحاق: 'لن يعمق خوفو فهمنا للكواكب الخارجية فحسب ، بل أيضًا فهم كوكبنا ونظامنا الشمسي والبيئة الكونية الأوسع.'