تم العثور على نجم شبيه بالشمس وله أربعة (لا ، خمسة!) كواكب خارج المجموعة الشمسية تدور حوله
في تسعة أشهر فقط (31 أكتوبر 2021) ، طال انتظار وكالة ناسا تلسكوب جيمس ويب الفضائي سيتم إطلاق (JWST) أخيرًا إلى الفضاء. بمجرد تشغيله ، سيستخدم هذا المرصد من الجيل التالي قدراته القوية في التصوير بالأشعة تحت الحمراء لدراسة جميع أنواع الظواهر الكونية. سيكون أيضًا ضروريًا لتوصيف الكواكب خارج المجموعة الشمسية وأجواءها لمعرفة ما إذا كانت صالحة للسكن.
تحسبًا لذلك ، قام علماء الفلك بتعيين الكواكب الخارجية كمرشحين قابلين للتطبيق لدراسات المتابعة. اكتشف فريق دولي بقيادة باحثي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا باستخدام بيانات من ساتل مسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) أربعة كواكب خارجية جديدة يدور حول نجم شبيه بالشمس على بعد حوالي 200 سنة ضوئية من الأرض. يمكن أن يكون هذا النظام مكانًا مثاليًا لـجيمس ويبلاكتشاف كوكب صالح للسكنى.
الدراسة التي تصف نتائج الفريق (التي قادتها تانسو دايلان من معهد MIT Kavli للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء) ظهرت مؤخرًا في المجلة الفلكية وكان أيضًا موضوع عرض تقديمي تم إجراؤه في الاجتماع 237 للجمعية الفلكية الأمريكية . نظرًا للقيود الوبائية ، كان اجتماع AAS لهذا العام حدثًا افتراضيًا تم عقده في 10 ينايرذ- خمسة عشرذعبر الانترنت.
عرض فنان لخمسة كواكب تدور حول TOI-1233 ، تم اكتشاف أربعة منها باستخدام TESS ، وهي مهمة ناسا بقيادة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. الائتمان: NASA / JPL-Caltech
أربعة ، لا ، خمسة كواكب!
وجد الفريق نظام الكواكب الأربعة عند الفحص HD 108236 - الملقب ب. TESS Object of Interest 1233 (TOI -1233) - نجم من النوع G (قزم أصفر) يقع على بعد 210 سنة ضوئية من الأرض. بعد دمج بيانات عبور TESS مع الاستطلاع ، والتحليل الطيفي للدوبلر ، والتصوير عالي الدقة من التلسكوبات الأرضية ، قرروا أن نظامًا لا يقل عن أربعة كواكب يدور حول هذا النجم.
وهي تشمل كوكبًا داخليًا صخريًا كبيرًا (يُعرف أيضًا باسم الأرض الفائقة) وثلاثة كواكب خارجية غازية أصغر قليلاً من كوكب نبتون (نبتون الصغير). مقارنةً بالنظام الشمسي ، تدور جميع الكواكب الخمسة بالقرب من شمسها - تتراوح من 0.046 AU إلى 0.14 (4.6 إلى 14٪ المسافة بين الأرض والشمس) - ولها فترات مدارية تقل قليلاً عن أربعة أيام إلى تسعة عشر ونصفًا. .
نتيجة لذلك ، قدر دايلان وفريقه أنهم يعانون من درجات حرارة سطحية تتراوح من 370 إلى 815 درجة مئوية (700 إلى 1500 درجة فهرنهايت). بعد ذلك بيوم واحد ، أعلن فريق دولي آخر عن اكتشاف أ خامس كوكب خارج المجموعة الشمسية باستخدام البيانات من وكالة الفضاء الأوروبية توصيف القمر الصناعي خارج المجموعة الشمسية (تشيبس). هذا الكوكب هو أرض خارقة أخرى تدور بالقرب من نجمها الأم (0.17 AU) ولها فترة مدارية مدتها 29 يومًا.
لذلك ، من غير المحتمل أن يتمكن أي منهم من استضافة الحياة (كما نعرفها) ، لكن الكواكب تظل مرشحًا قابلاً للتطبيق لمتابعة الملاحظات. نظرًا لأن جميع الكواكب الأربعة في هذا النظام لها فترات مدارية قصيرة ، فإنها ستمنح علماء الفلك الكثير من الفرص لدراستها عن قرب عندما تمر أمام نجمها (المعروف أيضًا باسم العبور) بالنسبة إلى المراصد.
المفهوم الفني للقمر الصناعي العابر لمسح الكواكب الخارجية وتلسكوباته الأربعة. الائتمان: ناسا / معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
المرشحون للدراسة المستقبلية
مثل سابقتها ، تلسكوب كبلر الفضائي ، يراقب TESS النجوم للانخفاضات الدورية التي تسببها الكواكب العابرة (ويعرف أيضًا باسم طريقة العبور ). تعد هذه الطريقة حاليًا أكثر الوسائل فعالية لاكتشاف الكواكب الخارجية ويمكنها أيضًا تقديم معلومات موثوقة عن فتراتها المدارية وحجمها. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنه أيضًا تقديم معلومات عن الغلاف الجوي لكوكب خارج المجموعة الشمسية.
يحدث هذا عندما يمر الضوء القادم من نجم عبر الغلاف الجوي للكوكب بالنسبة إلى الراصد ، والذي يمكن أن يوفر أطيافًا يمكن لعلماء الفلك استخدامها لتحديد تركيبه الكيميائي. باختصار ، يمكن أن تكشف هذه البيانات ما إذا كان للكوكب غلاف جوي يحتوي على الأكسجين وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان وما إلى ذلك ، وبالتالي فهو قادر على دعم الحياة كما نعرفها.
على الرغم من أن TESS ليس لديه الأدوات اللازمة لتمييز الغلاف الجوي ، إلا أن التلسكوب يلعب دورًا مهمًا للغاية في دراسات الكواكب الخارجية. مثل سابقتها ،تلسكوب كبلر الفضائي، TESS مسؤولة عن تحديد الكواكب الخارجية التي ستدرس الغلاف الجوي بواسطة التلسكوبات عالية الدقة (مثل NASA تلسكوب هابل الفضائي ) وتلسكوبات من الجيل التالي مثلJWST ،ال نانسي جريس رومان تلسكوب فضائي ، وغيرها.
نظرًا لقربه من الأرض ، يبدو TOI-1233 ساطعًا بشكل خاص في سماء الليل مقارنة بالنجوم الأخرى على مسافة مماثلة. في الواقع ، إنه ألمع نجم شبيه بالشمس بالقرب من النظام الشمسي وسيوفر ضوءًا وافرًا لنظام الكواكب الخارجية ، مما يعني أن علماء الفلك سيكون لديهم فرصة أفضل للحصول على الأطياف.
ترجمة فنان لـ TOI-561 ، أحد أقدم أنظمة الكواكب التي تفتقر إلى المعادن في مجرة درب التبانة والتي لوحظت باستخدام TESS. كريديت: مرصد دبليو إم كيك / آدم ماكارينكو
كالدايلان شرح ، هذا يجعل TOI-1233 حالة مثالية للمراقبة باستخدام أدوات الجيل التالي:
'مع الأنظمة متعددة الكواكب ، فأنت تفوز بالجائزة الكبرى نوعا ما. تنشأ الكواكب من نفس قرص المادة حول نفس النجم ، لكنها في النهاية تكون كواكب مختلفة ذات أغلفة جوية مختلفة ومناخات مختلفة بسبب مداراتها المختلفة. لذلك ، نود أن نفهم العمليات الأساسية لتشكيل الكوكب وتطوره باستخدام نظام الكواكب هذا ، الذي يعمل كتجربة محكومة '.
على وجه الخصوص ، توفر أنظمة الكواكب المتعددة (خاصة تلك التي تدور حول النجوم الشبيهة بالشمس) فرصًا لعلماء الفلك لمعرفة المزيد حول كيفية تشكل نظام الكواكب الخاص بنا وتطوره بمرور الوقت. نظرًا للسرعة التي تم بها اكتشاف الكواكب الخمسة ، فمن الممكن أيضًا أن يكون لدى TOI-1233 المزيد من الكواكب في انتظار الاكتشاف ، وربما حتى الكواكب التي تدور داخل منطقتها الصالحة للسكن (HZ).
مع الجيمس ويبمن المقرر إطلاقه في أكتوبر القادم ، لن نضطر إلى الانتظار طويلاً لمعرفة ذلك!
قراءة متعمقة: أخبار معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا و المجلة الفلكية