رسم توضيحي لفنان للكوكب الصخري حول M dwarf Gliese 876. حقوق الصورة: NSF. اضغط للتكبير.
بخطوة كبيرة إلى الأمام في البحث عن كواكب شبيهة بالأرض خارج نظامنا الشمسي ، أعلن فريق من علماء الفلك عن اكتشاف أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية تم اكتشافه حتى الآن. تبلغ كتلته حوالي سبع مرات ونصف كتلة الأرض ، مع حوالي ضعف نصف القطر ، وقد يكون أول كوكب صخري على الإطلاق يدور حول نجم عادي لا يختلف كثيرًا عن شمسنا.
جميع الكواكب الأخرى خارج المجموعة الشمسية التي تم اكتشافها حتى الآن والتي يبلغ عددها حوالي 150 كوكبًا كانت أكبر من كوكب أورانوس ، وهو كتلة جليدية عملاقة تبلغ كتلته حوالي 15 ضعف كتلة الأرض.
قال عضو الفريق ستيفن فوجت ، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز: 'نواصل دفع حدود ما يمكننا اكتشافه ، ونقترب أكثر فأكثر من العثور على الأرض'.
؟ نتائج اليوم هي خطوة مهمة نحو الإجابة على أحد الأسئلة الأكثر عمقا التي يمكن للبشرية أن يطرحها: هل نحن وحدنا في الكون ؟؟ قال مايكل تورنر ، رئيس مديرية العلوم الرياضية والفيزيائية في مؤسسة العلوم الوطنية ، التي قدمت تمويلًا جزئيًا للبحث.
المكتشف حديثا 'الأرض الخارقة'؟ يدور حول النجم Gliese 876 ، الواقع على بعد 15 سنة ضوئية فقط في اتجاه كوكبة الدلو. يمتلك هذا النجم أيضًا كوكبين أكبر بحجم كوكب المشتري. الكوكب الجديد يدور حول النجم في غضون يومين فقط ، وهو قريب جدًا من سطح النجم لدرجة أن درجة حرارته ربما تتجاوز 400 إلى 750 درجة فهرنهايت (200 إلى 400 درجة مئوية)؟ يعرف.
ومع ذلك ، فإن القدرة على اكتشاف الاهتزاز الضئيل الذي يسببه الكوكب في النجم يمنح علماء الفلك الثقة في أنهم سيكونون قادرين على اكتشاف حتى الكواكب الصخرية الأصغر في مدارات أكثر ملاءمة للحياة.
قال عضو الفريق بول باتلر من معهد كارنيجي بواشنطن: 'هذا هو أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية تم اكتشافه حتى الآن والأول من فئة جديدة من الكواكب الصخرية الأرضية'. 'إنه مثل ابن عم الأرض الأكبر.'
يقيس الفريق الحد الأدنى لكتلة الكوكب البالغ 5.9 من كتلة الأرض ، ويدور حول Gliese 876 في فترة 1.94 يومًا على مسافة 0.021 وحدة فلكية (AU) ، أو 2 مليون ميل.
على الرغم من أن الفريق ليس لديه دليل مباشر على أن الكوكب صخري ، إلا أن كتلته المنخفضة تمنعه من الاحتفاظ بغاز مثل كوكب المشتري. تم الإبلاغ عن ثلاثة كواكب صخرية مزعومة أخرى ، لكنها تدور حول نجم نابض ، الجثة الوامضة لنجم مفجر.
قال قائد الفريق جيفري مارسي ، أستاذ علم الفلك في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي: 'هذا الكوكب يجيب على سؤال قديم'. 'منذ أكثر من 2000 عام ، جادل الفلاسفة اليونانيون أرسطو وأبيقور حول ما إذا كانت هناك كواكب أخرى شبيهة بالأرض. الآن ، ولأول مرة ، لدينا دليل على وجود كوكب صخري حول نجم عادي '.
قدم مارسي وبتلر وعالم الفلك النظري جاك ليساور من ناسا / مركز أبحاث أميس وباحث ما بعد الدكتوراه أوجينيو جي ريفيرا من مراصد جامعة كاليفورنيا / مرصد ليك في جامعة كاليفورنيا بسانتا كروز النتائج التي توصلوا إليها اليوم (الاثنين 13 يونيو) خلال الصحافة مؤتمر في NSF في أرلينغتون ، فيرجينيا.
تم إجراء بحثهم في مرصد كيك في هاواي بدعم من NSF والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء وجامعة كاليفورنيا ومعهد كارنيجي بواشنطن.
تم تقديم ورقة تفصيلية عن النتائج إلى مجلة الفيزياء الفلكية. المؤلفان المشاركان في الورقة هما ستيفن فوجت وغريغوري لافلين من مرصد ليك في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز. ديبرا فيشر من جامعة ولاية سان فرانسيسكو ؛ وتيموثي إم براون من NSF؟ s المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بولدر ، كولورادو.
Gliese 876 (أو GJ 876) هو نجم أحمر صغير يعرف باسم M dwarf؟ أكثر أنواع النجوم شيوعًا في المجرة. تقع في كوكبة الدلو ، وحوالي ثلث كتلة الشمس ، هو أصغر نجم تم اكتشاف الكواكب حوله. اكتشف بتلر ومارسي أول كوكب هناك في عام 1998 ؛ ثبت أنه عملاق غازي يبلغ ضعف كتلة كوكب المشتري. ثم ، في عام 2001 ، أبلغوا عن كوكب ثان ، عملاق غازي آخر بحوالي نصف كتلة كوكب المشتري. الاثنان في مدارات رنانة ، يستغرق الكوكب الخارجي 60 يومًا للدوران حول النجم ، أي ضعف الفترة التي يستغرقها الكوكب العملاق الداخلي.
قام Lissauer و Rivera بتحليل بيانات Keck على نظام Gliese 876 من أجل نمذجة الحركات غير العادية لكوكبين معروفين ، وقبل ثلاث سنوات حصلوا على فكرة أنه قد يكون هناك كوكب ثالث أصغر يدور حول النجم. في الواقع ، إذا لم يأخذوا في الحسبان التفاعل الرنان بين الكوكبين المعروفين ، لما رأوا الكوكب الثالث أبدًا.
قال ليسور: 'كان لدينا نموذج لكوكبين يتفاعلان مع بعضهما البعض ، ولكن عندما نظرنا إلى الاختلاف بين نموذج الكوكبين والبيانات الفعلية ، وجدنا توقيعًا يمكن تفسيره على أنه كوكب ثالث'.
وأضاف ريفيرا أن نموذجًا من ثلاثة كواكب يعطي باستمرار ملاءمة أفضل للبيانات. وقال: 'ولكن نظرًا لأن الإشارة من هذا الكوكب الثالث لم تكن قوية جدًا ، فقد كنا حذرين للغاية بشأن الإعلان عن كوكب جديد حتى أصبح لدينا المزيد من البيانات'.
قدمت التحسينات الأخيرة لمقياس الطيف عالي الدقة (HIRES) التابع لـ Keck Telescope بيانات جديدة مهمة. عملت Vogt ، التي صممت وصنعت HIRES ، مع الطاقم الفني في مراصد UC / Lick Observatory Laboratories في UC Santa Cruz لتحديث أجهزة كشف CCD (جهاز مقترن بالشحن) لمقياس الطيف في أغسطس الماضي.
قال بتلر: 'إن البيانات عالية الدقة من HIRES التي تمت ترقيتها هي التي تمنحنا الثقة في هذه النتيجة'.
يمتلك الفريق الآن بيانات مقنعة عن الكوكب الذي يدور بالقرب من النجم ، على مسافة حوالي 10 أنصاف أقطار نجمية. هذا أقل من عُشر حجم مدار عطارد في نظامنا الشمسي.
قال بتلر: 'في مدار يومين ، تكون درجة الحرارة حوالي 200 درجة مئوية شديدة الحرارة بالنسبة للماء السائل'. 'هذا يقودنا إلى استنتاج مفاده أن التركيب الأكثر احتمالا لهذا الشيء هو مثل الكواكب الداخلية لهذا النظام الشمسي؟ صخرة من الحديد والنيكل ، كوكب صخري ، كوكب أرضي. '
أشار لافلين ، الأستاذ المساعد في علم الفلك في جامعة كاليفورنيا بسانتا كروز ، إلى أن 'كتلة الكوكب يمكن أن تتمسك بسهولة بالغلاف الجوي'. 'سيظل يُعتبر كوكبًا صخريًا ، وربما به قلب حديدي وغطاء من السيليكون. يمكن أن تحتوي حتى على طبقة مائية كثيفة مشبعة بالبخار. أعتقد أن ما نراه هنا هو شيء وسيط بين كوكب أرضي حقيقي مثل الأرض ونسخة ساخنة من عمالقة الجليد أورانوس ونبتون '.
بالاقتران مع برامج الكمبيوتر المحسّنة ، يمكن لأجهزة الكشف CCD (الجهاز المقترن بالشحن) الجديدة التي صممها هذا الفريق لمطياف HIRES من Keck أن تقيس سرعة دوبلر للنجم في حدود متر واحد في الثانية؟ سرعة المشي البشري؟ بدلاً من الدقة السابقة البالغة ثلاثة أمتار في الثانية. ستسمح هذه الحساسية المحسّنة لفريق البحث عن الكواكب باكتشاف تأثير الجاذبية لكوكب شبيه بالأرض داخل المنطقة الصالحة للسكن للنجوم القزمية M مثل Gliese 876.
قال بتلر: 'نحن ندفع نظامًا جديدًا بالكامل في Keck لتحقيق دقة مترًا واحدًا في الثانية ، أي ثلاثة أضعاف الدقة القديمة ، وهذا من شأنه أيضًا أن يسمح لنا برؤية كواكب كتلة الأرض حول النجوم الشبيهة بالشمس في غضون السنوات القليلة المقبلة'.
أضاف مارسي: 'لقد قام فريق مرصد جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز وليك بكمية هائلة من الأعمال البصرية والتقنية والكشفية لجعل تلسكوب كيك صائدًا للكواكب الصخرية ، وهو الأفضل في العالم'.
Lissauer متحمس أيضًا بسبب إنجاز آخر تم الإبلاغ عنه في الورقة المقدمة إلى المجلة. لأول مرة ، حدد هو وريفيرا ولوفلين ميل خط البصر لمدار النظام النجمي فقط من تذبذب دوبلر المرصود للنجم. باستخدام نماذج ديناميكية لكيفية تفاعل كواكب بحجم المشتري ، تمكنوا من حساب كتل الكواكب العملاقة من الأشكال المرصودة ومعدلات التدوير لمداراتهم البيضاوية. السبق هو الدوران البطيء للمحور الطويل للمدار الإهليلجي للكوكب.
أظهروا أن الطائرة المدارية مائلة بمقدار 40 درجة على خط بصرنا. سمح ذلك للفريق بتقدير الكتلة الأكثر احتمالًا للكوكب الثالث على أنها سبع ونصف كتلة أرضية.
قال ليسور: 'هناك نماذج ديناميكية متضمنة في هذه الدراسة أكثر من أي دراسة سابقة ، وأكثر من ذلك بكثير'.
يخطط الفريق لمواصلة مراقبة النجم Gliese 876 ، لكنه حريص على العثور على كواكب أرضية أخرى من بين 150 أو أكثر من الكواكب القزمة M التي يرصدونها بانتظام مع Keck.
وأشار بتلر إلى أنه 'حتى الآن لم نجد تقريبًا أي كواكب ذات كتلة كوكب المشتري بين النجوم القزمة M التي كنا نرصدها ، مما يشير إلى أنه ، بدلاً من ذلك ، سيكون هناك عدد كبير من الكواكب ذات الكتلة الأصغر'.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لمعهد كارنيجي
