ربما لم يجد علماء الفلك الذين يستخدمون تقنية جديدة فقط أرضًا عملاقة عند نجم مجاور ، ولكن ربما قاموا أيضًا بتصويرها بشكل مباشر. ويمكن أن يكون لطيفًا ودافئًا في المنطقة الصالحة للسكن حول Alpha Centauri.
رؤية الكواكب العملاقة أسهل بكثير من رؤية الكواكب بحجم الأرض. بغض النظر عن طريقة الكشف المستخدمة ، فإن الكواكب الأكبر حجمًا هي مجرد إبرة أكبر في كومة القش الكونية. لكن بشكل عام ، يهتم علماء الفلك كثيرًا بالكواكب التي تشبه الأرض. والعثور عليهم أصعب بكثير.
كنا نظن أنه يتعين علينا انتظار التلسكوبات فائقة القوة التي يتم بناؤها حاليًا قبل أن نتمكن من تصوير الكواكب الخارجية مباشرةً. مرافق مثل تلسكوب ماجلان العملاق و ال تلسكوب أوروبي كبير للغاية ستجلب قوة مراقبة هائلة للتأثير على مهمة تصوير الكواكب الخارجية. لكن فريقًا من الباحثين طور تقنية جديدة يمكنها القيام بهذه المهمة. يقولون إنهم صوروا كوكبًا شبه نبتون / بحجم الأرض الفائق يدور حول أحد أقرب جيراننا ، Alpha Centauri A.
قدم الفريق ملاحظاتهم في مقال في Nature Communications بعنوان ' تصوير الكواكب منخفضة الكتلة داخل المنطقة الصالحة للسكن؟ قنطورس. المؤلف الرئيسي هو كيفن واغنر ، عالم الفلك وزميل ساغان في جامعة أريزونا.
'توضح هذه النتائج جدوى تصوير الكواكب الخارجية الصخرية الصالحة للسكن باستخدام التلسكوبات الحالية والقادمة.'
من '' تصوير الكواكب منخفضة الكتلة داخل المنطقة الصالحة للسكن؟ قنطورس. '
بينما اكتشف علماء الفلك كواكب خارجية منخفضة الكتلة من قبل ، لم يستشعروا ضوءها مطلقًا. لقد راقبوا الكواكب كشفت عن نفسها التجاذبات على نجومهم . وقد راقبوا ضوء النجوم التي تستضيف هذه الكواكب ينخفض عندما يمر الكوكب أمام النجم . لكنهم لم يصوروا أحدًا بشكل مباشر مطلقًا. ربما حتى الآن.
تنحصر طريقة الكشف الجديدة هذه في الأشعة تحت الحمراء. يتمثل أحد التحديات في تصوير الكواكب الخارجية بحجم الأرض بالأشعة تحت الحمراء في تمييز الضوء القادم من كوكب خارج المجموعة الشمسية عندما يتم غسل هذا الضوء بواسطة كل الأشعة تحت الحمراء الخلفية من النجم. يمكن لعلماء الفلك البحث عن الكواكب الخارجية بأطوال موجية حيث تتضاءل الأشعة تحت الحمراء في الخلفية ، ولكن في نفس الأطوال الموجية ، تكون الكواكب المعتدلة الشبيهة بالأرض باهتة.
تتمثل إحدى الطرق في النظر في الجزء القريب من الأشعة تحت الحمراء (NIR) من الطيف. في NIR ، التوهج الحراري للكوكب لا يغسله النجم. لكن ضوء النجوم لا يزال يعمى ، وهو أكثر إشراقًا من الكوكب بملايين المرات. لذا فإن مجرد البحث في NIR ليس حلاً كاملاً.
انطباع الفنان عن غروب الشمس من سطح كوكب خارجي يشبه الأرض. الائتمان: ESO / L. كالسادا
قد يكون الحل هو قرب (الأرض الجديدة في منطقة AlphaCen) المستخدمة في هذا البحث. مركب NEAR على تلسكوب كبير جدا (VLT) ESO (المرصد الأوروبي الجنوبي) في تشيلي. إنه يعمل مع قناع أداة ، أيضًا على VLT. المجموعة التي تقف وراء NEAR هي Breakthrough Watch ، وهي جزء من Yuri Milner’s مبادرات الاختراق .
لا تراقب أداة NEAR فقط الجزء المرغوب فيه من طيف الأشعة تحت الحمراء ، ولكنها تستخدم أيضًا فقرة تاجية. اعتقدت مجموعة Breakthrough أن أداة NEAR المستخدمة في تلسكوب أرضي بطول 8 أمتار ستسمح برصد أفضل لنظام Alpha Centauri وكواكبه. لذلك قاموا ببناء الأداة بالتعاون مع ESO وتثبيتها على التلسكوب الكبير جدًا.
تلقى تلسكوب كبير جدًا (VLT) التابع لـ ESO مؤخرًا إضافة مطورة إلى مجموعته من الأدوات المتقدمة. في 21 مايو 2019 ، قامت الأداة VISIR المعدلة حديثًا (VLT Imager and Spectrometer for mid-Infrared) بإجراء أول ملاحظاتها منذ تعديلها للمساعدة في البحث عن الكواكب التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن في نظام Alpha Centauri ، وهو أقرب نظام نجمي إلى الأرض. تم رسم هذه الصورة المذهلة لـ VLT بألوان غروب الشمس وتنعكس في الماء على المنصة. في حين أن الطقس العاصف في سيرو بارانال أمر مؤسف لعلماء الفلك الذين يستخدمونه ، فإنه يتيح لنا رؤية التلسكوب الرائد ESO في ضوء جديد. حقوق الصورة: ESO / VLT
جاء هذا الاكتشاف الجديد نتيجة 100 ساعة من الملاحظات التراكمية باستخدام NEAR و VLT. كتب المؤلفون: 'هذه النتائج تثبت جدوى تصوير الكواكب الخارجية الصخرية الصالحة للسكن باستخدام التلسكوبات الحالية والقادمة.'
كان الهدف من تشغيل التشغيل لمدة 100 ساعة هو إظهار قوة الجهاز. يقول الفريق أنه استنادًا إلى حوالي 80٪ من أفضل الصور من ذلك المدى ، فإن أداة NEAR هي ترتيب من حيث الحجم أفضل من الطرق الأخرى لرصد '... الكواكب الدافئة بحجم نبتون الفرعية في معظم أنحاء المنطقة الصالحة للسكن؟ قنطورس أ. '
وربما وجدوا أيضًا كوكبًا. 'نناقش أيضًا اكتشافًا محتملاً لكوكب خارج المجموعة الشمسية أو اكتشاف قرص خارجي؟ Centauri A ، 'يكتبون. 'ومع ذلك ، لا يمكن استبعاد أداة آلية مجهولة المصدر.'
رقم من الدراسة. تُظهر اللوحة (أ) الموجودة على اليسار القطع الأثرية 1 و 2 ، والتي تسمى 'ثبات الكاشف'. 3 هو 'شبح بصري' لـ Alpha Centauri A. اللوحة (ب) على اليمين عبارة عن تكبير للمناطق الداخلية للصورة (أ). يُطلق على الكوكب الخارجي المرشح اسم C1. حقوق الصورة: Wagner et al ، 2021.
هذه ليست المرة الأولى التي يعثر فيها علماء الفلك على كواكب خارجية في نظام Alpha Centauri. هناك زوج من الكواكب المؤكدة في النظام ، وهناك أيضًا مرشحون آخرون. لكن لم يتم تصوير أي منها بشكل مباشر مثل هذا الكوكب الجديد المحتمل ، والذي يحمل الاسم النائب C1 ، وهو أول اكتشاف محتمل حول M-dwarf في النظام ، Proxima Centauri.
يجب أن تؤكد ملاحظات المتابعة أو تلغي الاكتشاف. يقول الباحثون أن هناك احتمال أن تكون الإشارة أداة يدوية. 'نناقش أيضًا اكتشافًا محتملاً لكوكب خارج المجموعة الشمسية أو اكتشاف قرص خارجي؟ Centauri A ، 'يكتبون. 'ومع ذلك ، لا يمكن استبعاد أداة آلية مجهولة المصدر.'
من المثير التفكير في أن كوكبًا خارجيًا من فئة نبتون الدافئة يمكن أن يدور حول نجم شبيه بالشمس في أقرب نظام نجمي مجاور لنا. يتمثل أحد أهداف مبادرات الاختراق في إرسال مركبة فضائية ذات شراع ضوئي إلى نظام ألفا سنتوري وإعطائنا نظرة فاحصة.
تُظهر مقدمة هذه الصورة تلسكوب كبير جدًا (VLT) تابع لـ ESO في مرصد بارانال في تشيلي. تتضمن الخلفية النجمية الغنية للصورة النجم اللامع Alpha Centauri ، وهو أقرب نظام نجمي إلى الأرض. في أواخر عام 2016 ، وقع ESO اتفاقية مع مبادرات الاختراق لتكييف أجهزة VLT لإجراء بحث عن الكواكب في نظام Alpha Centauri. يمكن أن تكون هذه الكواكب أهدافًا لإطلاق مجسات فضائية مصغرة في نهاية المطاف بواسطة مبادرة Breakthrough Starshot. الائتمان: ESO
لكن هذا الاحتمال بعيد المنال في الوقت الحالي. ومن بعض النواحي ، لا يتعلق هذا الاكتشاف كثيرًا بالكوكب ، بل يتعلق بالتقنية التي تم تطويرها لاكتشافه.
الغالبية العظمى من الكواكب الخارجية المكتشفة هي كواكب عملاقة مماثلة في الكتلة لكوكب المشتري وزحل ونبتون. إنها الأسهل في العثور عليها. ولكن كبشر من الأرض ، فإننا مهتمون في الغالب بالكواكب مثل كوكبنا. تجعلنا الكواكب الشبيهة بالأرض في المنطقة الصالحة للسكن في النجم متحمسين بشأن احتمالات الحياة على كوكب آخر. لكن يمكنهم أيضًا إخبارنا كثيرًا عن نظامنا الشمسي ، وكيف تتطور الأنظمة الشمسية بشكل عام.
إذا تبين أن C1 كوكب ، فإن مجموعة Breakthrough قد نجحت في مسعى حيوي. إنهم أول من اكتشف كوكبًا شبيهًا بالأرض عن طريق التصوير المباشر. ليس هذا فقط ، لكنهم فعلوا ذلك باستخدام تلسكوب أرضي بطول 8 أمتار وأداة على وجه التحديد تصميمها وتطويرها لاكتشاف هذه الأنواع من الكواكب في نظام Alpha Centauri.
المؤلفون واثقون من أن NEAR يمكن أن يؤدي بشكل جيد ، حتى بالمقارنة مع التلسكوبات الأكبر بكثير. تحتوي خاتمة الورقة على وصف للحساسية الكلية للأداة. ثم يكتبون أن 'هذا سيكون كافيًا من حيث المبدأ لاكتشاف كوكب تناظري حول الأرض؟ Centauri A (حوالي 20 µJy) في غضون ساعات قليلة ، وهو ما يتوافق مع التوقعات بالنسبة إلى ELTs '.
سيحتوي E-ELT على مرآة أساسية بطول 39 مترًا. تتمثل إحدى قدراتها وأهدافها التصميمية في تصوير الكواكب الخارجية ، وخاصة الكواكب الأصغر حجمًا منها ، بشكل مباشر.
يجب أن يرى ELT الضوء الأول في عام 2024. يوضح هذا الرسم التوضيحي مقياس التلسكوب ، ويظهر أيضًا مرآته الأساسية المجزأة ، والتي يبلغ قطرها 39.3 مترًا (130 قدمًا). حقوق الصورة: ESO
بالطبع ، سيكون E-ELT تلسكوبًا قويًا للغاية سيحفز بلا شك الاكتشاف العلمي لفترة طويلة ، ليس فقط في تصوير الكواكب الخارجية ولكن بطرق أخرى متنوعة. وستغير المقاريب الأرضية العملاقة الأخرى لعبة تصوير الكواكب الخارجية أيضًا. ما استغرق ساعات لرؤيته NEAR قد يستغرق دقائق فقط بالنسبة لـ E-ELT و تلسكوب ثلاثين مترا ، أو تلسكوب ماجلان العملاق لرؤية.
لا يمكن لـ NEAR التنافس مع تلك التلسكوبات ولم يكن من المفترض أن تفعل ذلك أبدًا.
ولكن إذا تم تأكيد هذه النتائج ، فإن NEAR قد نجح حيث لم ينجح أي شخص آخر ، وبجزء بسيط من سعر التلسكوب الجديد. في كلتا الحالتين ، من المحتمل أن يمثل ما حققه NEAR مستقبل أبحاث الكواكب الخارجية. بدلاً من المسوحات واسعة النطاق مثل Kepler و TESS ، سيتمكن العلماء قريبًا من التركيز على الكواكب الفردية.
أكثر:
- البحوث المنشورة: تصوير الكواكب منخفضة الكتلة داخل المنطقة الصالحة للسكن؟ قنطورس
- أدوات مبادرة الاختراق: NEAR ، كوروناجراف بالأشعة تحت الحمراء الحرارية
- الكون اليوم: تم تأكيد كوكب ثانٍ لـ Proxima Centauri