اكتشف علماء الفلك الذين يعملون مع بيانات TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) كوكبًا لا ينبغي أن يكون فيه: في الفضاء الذي ملأه مؤخرًا نجمه المضيف عندما كان عملاقًا أحمر.
تيس يستخدم Asteroseismology لفحص النجوم. إنه يقيس التذبذبات الصغيرة في النجم الذي يعطي أدلة على بنيته الداخلية. هذه القرائن مخفية عن الأنواع الأخرى من الملاحظات ، مثل السطوع ودرجة حرارة السطح. في دراسة جديدة منشورة ، فحص المؤلفون نجمين عملاقين أحمر: HD 212771 و HD 203949. هذه هي أولى دراسات علم الزئبق النجمية المعروفة باستضافة الكواكب.
عنوان الورقة هو ' TESS Asteroseismology لنجمي العملاق الأحمر المعروفين HD 212771 و 203949 . ' المؤلف الرئيسي للورقة هو Tiago Campante ، من جامعة بورتو ، البرتغال. في خبر صحفى ، أوضح Campante كيف ساعدت قوة TESS المؤلفين على دراسة هذه النجوم: 'ملاحظات TESS دقيقة بما يكفي للسماح بقياس النبضات اللطيفة على أسطح النجوم. يستضيف هذان النجمان المتطوران إلى حد ما أيضًا كواكب ، مما يوفر قاعدة اختبار مثالية لدراسات تطور أنظمة الكواكب '.
'هذه الدراسة هي إثبات مثالي لكيفية ارتباط الفيزياء الفلكية النجمية والكواكب الخارجية معًا.'
مؤلف مشارك فاردان أديبكيان ، جامعة بورتو
على الرغم من أن علم الزئبق النجمي يدور حول فهم النجوم ، إلا أنه يساعد أيضًا علماء الفلك الكواكب الخارجية. يقول المؤلفون في ورقتهم البحثية ، '... علم الزهرة النجمية له تأثير عميق على الفيزياء الفلكية الحديثة ، لا سيما في مجال علم الكواكب الخارجية. يسمح توصيف النجوم المضيفة للكواكب الخارجية عبر علم الزهرة النجمية بدقة لا مثيل لها في الخصائص المطلقة لكواكبها.
رسم توضيحي لفنان لـ TESS. سيقضي TESS عامين في البحث عن الكواكب الخارجية. حقوق الصورة: ناسا
في دراستهم ، قام العلماء بقياس حجم وكتلة وعمر النجمين باستخدام علم الزئبق. ثم ركزوا على HD 203949 لتحديد حالته التطورية. وجدوا أن كوكبًا خارج المجموعة الشمسية يدور حول النجم في وضع غريب. ترك HD 203949 طور العملاق الأحمر خلفه ، لكن الكوكب ، المسمى HD 203949 b ، كان يشغل مدارًا كان سيبتلع خلال مرحلة النجم العملاق الأحمر.
يعتقد الفريق أنه بدلاً من البقاء على قيد الحياة من خلال الغلاف الموسع للنجم ، تم تقريب الكوكب الخارجي من النجم عن طريق تفاعلات المد والجزر ، بعد انتهاء مرحلة العملاق الأحمر.
يعد الدكتور ديميتري فيراس من قسم الفيزياء بجامعة وارويك أحد المؤلفين المشاركين. قال الدكتور فيراس ، 'لقد حددنا كيف يمكن لهذا الكوكب أن يصل إلى موقعه الحالي ، وللقيام بذلك سواء كان على الكوكب أن ينجو من الغمر داخل الغلاف النجمي للنجم العملاق الأحمر. يلقي العمل ضوءًا جديدًا على بقاء الكواكب على قيد الحياة عندما تبدأ نجومهم الأم في الموت ، وقد يكشف أيضًا عن جوانب جديدة في فيزياء المد والجزر '.
تتحول دورة حياة نجم مثل شمسنا إلى عملاق أحمر بعد مليارات السنين. على اليسار توجد الشمس ، وعلى اليمين توجد مرحلة العملاق الأحمر. حقوق الصورة: بواسطة ESO / M. كورنميسر - http://www.eso.org/public/images/eso1337a/، CC BY 4.0، https://commons.wikimedia.org/w/index.php؟
يبدو أنه تناقض. وفقًا لفهمنا للحالة التطورية للنجم ، يجب أن يكون قد ابتلع ودمر أي كواكب بهذا القرب. الكوكب عملاق غازي أكبر بحوالي 8 مرات من كوكب المشتري. هذا كوكب ضخم ، لكن هذا لا يهم. عندما يتمدد نجم في طور العملاق الأحمر ، فإنه يدمر بسرعة أي كواكب محاصرة في هذا التوسع. ومع ذلك ، فإن الكوكب موجود ، مما يعني أن شيئًا آخر يحدث.
فاردان أديبكيان ، وهو أيضًا من جامعة بورتو ، هو مؤلف مشارك في البحث. قال Adibekyan ، 'هذه الدراسة هي إثبات ممتاز لكيفية ارتباط الفيزياء الفلكية النجمية والكواكب الخارجية معًا. يبدو أن التحليل النجمي يشير إلى أن النجم متطور للغاية بحيث لا يزال يستضيف كوكبًا على هذه المسافة المدارية 'القصيرة' ، بينما من تحليل الكواكب الخارجية نعلم أن الكوكب موجود! '
في الأنظمة الشمسية الأخرى نرى عمالقة غاز قريبة جدًا من نجومهم. انهم يسمى ' كواكب ساخنة 'ويعتقد أنه لا توجد طريقة يمكن أن يتشكلوا هناك. كانت الرياح الشمسية والإشعاع الصادر عن النجم منعت الغاز من الالتحام في ذلك الموقع وتشكيل كوكب. على مدار عمر النظام الشمسي ، تهاجر هذه الكواكب الغازية العملاقة عبر النظام الشمسي ، وتدور أحيانًا بالقرب من نجمها ، وأحيانًا أبعد من ذلك. هذا ما حدث على الأرجح في نظامنا الشمسي مع كوكب المشتري ، ومن المحتمل أيضًا أن يكون ما حدث مع HD 203949 و HD 203949 ب.
ولكن هناك الكثير من العلماء الذين لا يعرفون كيف تسير هذه العملية وما الذي يدفعها. إنها معضلة إلى حد ما.
'إن حل هذه المعضلة العلمية مخفي في' الحقيقة البسيطة 'المتمثلة في أن النجوم وكواكبها لا تتشكل فحسب ، بل تتطور معًا أيضًا. قال أديبكيان في هذه الحالة بالذات ، تمكن الكوكب من تجنب الانغماس فيه.