حقوق الصورة: ناسا
قام فريق من علماء الفلك بوزن مجموعة من الكواكب التي تدور حول النجم النابض من خلال قياس مداراتها بدقة. الأمر غير المعتاد هو أن التباعد بين الكواكب يتطابق تمامًا مع تباعد عطارد والزهرة والأرض - مما يجعل هذا النظام الغريب الأكثر تشابهًا مع نظامنا الشمسي المكتشف حتى الآن. تم اكتشاف النجم النابض ، 1257 + 12 ، قبل 13 عامًا باستخدام تلسكوب راديو Arecibo.
للمرة الأولى ، تم "وزن" الكواكب التي تدور حول النجم النابض من خلال قياس الاختلافات بدقة في الوقت الذي يستغرقه إكمال المدار ، وفقًا لفريق من علماء الفلك من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وجامعة ولاية بنسلفانيا.
في الاجتماع الصيفي للجمعية الفلكية الأمريكية ، أعلن باحث كالتك ما بعد الدكتوراه Maciej Konacki وأستاذ علم الفلك في ولاية بنسلفانيا أليكس ولززكان اليوم أن كتلًا من اثنين من الكواكب الثلاثة المعروفة التي تدور حول النجم النابض السريع تدور بسرعة 1500 سنة ضوئية في كوكبة برج العذراء تم القياس بنجاح. تبلغ الكواكب 4.3 و 3.0 أضعاف كتلة الأرض ، مع خطأ 5 في المئة.
الكواكب المقاسة تقع تقريبًا في نفس المستوى المداري. إذا كان الكوكب الثالث مسطحًا مع الكوكبين الآخرين ، فهو يعادل ضعف كتلة القمر تقريبًا. يقول الباحثون إن هذه النتائج تقدم دليلاً قاطعًا على أن الكواكب يجب أن تكون قد تطورت من قرص من المادة المحيطة بالنجوم النابضة ، بطريقة مشابهة لتلك المتصورة للكواكب حول النجوم الشبيهة بالشمس.
تتكون الكواكب النابضة الثلاثة ، مع مداراتها متباعدة بنسبة دقيقة تقريبًا إلى التباعد بين عطارد والزهرة والأرض ، من نظام كوكبي مشابه بشكل مذهل في مظهر النظام الشمسي الداخلي. من الواضح أنها مقدمة لأي كواكب شبيهة بالأرض قد يتم اكتشافها حول النجوم القريبة الشبيهة بالشمس بواسطة أجهزة قياس التداخل الفضائية المستقبلية مثل مهمة قياس التداخل الفضائي أو الباحث عن الكواكب الأرضية.
قال كوناكي: "من المدهش أن النظام الكوكبي حول النجم النابض 1257 + 12 يشبه نظامنا الشمسي أكثر من أي نظام كوكبي خارج المجموعة الشمسية اكتشف حول نجم شبيه بالشمس". "هذا يشير إلى أن تكوين الكوكب أكثر عالمية مما كان متوقعا."
اكتشف Wolszczan و Frail الكواكب الأولى التي تدور حول نجم غير الشمس حول نجم نيوتروني قديم سريع الدوران ، PSR B1257 + 12 ، خلال بحث كبير عن النجوم النابضة التي أجريت في عام 1990 باستخدام التلسكوب الراديوي العملاق 305 أمتار. غالبًا ما يمكن ملاحظة النجوم النيوترونية على شكل نبضات راديوية ، لأنها تكشف عن نفسها كمصادر لرشقات انبعاث راديوي شبيهة بالنبض دورية للغاية. إنها بقايا مدمجة وكثيفة للغاية من انفجارات السوبرنوفا التي تميز وفاة النجوم الضخمة والعادية.
توفر الدقة الرائعة للنبضات النابضة بالملي ثانية فرصة فريدة للبحث عن الكواكب وحتى الكويكبات الكبيرة التي تدور حول النجم النابض. يشبه نهج "توقيت النجم النابض" هذا تأثير دوبلر المعروف الذي استخدمه علماء الفلك الضوئي بنجاح لتحديد الكواكب حول النجوم القريبة. بشكل أساسي ، يحرض الجسم المداري الحركة الانعكاسية على النجم النابض مما يؤدي إلى اضطراب أوقات وصول النبضات. ومع ذلك ، تمامًا مثل طريقة دوبلر ، فإن طريقة توقيت النجم النابض حساسة للحركات النجمية على طول خط البصر ، ولا يمكن للتوقيت النابض إلا اكتشاف الاختلافات في وقت وصول النبضة بسبب تذبذب النجم النابض على نفس الخط. نتيجة هذا التقييد هو أنه يمكن للمرء فقط قياس إسقاط الحركة الكوكبية على خط الرؤية ولا يمكن تحديد الحجم الحقيقي للمدار.
بعد فترة وجيزة من اكتشاف الكواكب حول PSR 1257 + 12 ، أدرك الفلكيون أن أثقلهما يجب أن يتفاعلان بشكل جاذب بطريقة قابلة للقياس ، بسبب قرب 3: 2 من فتراتهما المدارية 66.5 و 98.2 يومًا. بما أن حجم ونمط الاضطرابات الناتجة عن حالة الرنين القريب هذه تعتمد على التوجه المتبادل لمدارات الكواكب وعلى كتل الكوكب ، يمكن للمرء ، من حيث المبدأ ، استخلاص هذه المعلومات من ملاحظات توقيت دقيقة.
أظهر Wolszczan جدوى هذا النهج في عام 1994 من خلال إظهار وجود تأثير الاضطراب المتوقع في توقيت النجم النابض. في الواقع ، كانت أول ملاحظة لمثل هذا التأثير خارج النظام الشمسي ، حيث يلاحظ عادة صدى بين الكواكب والأقمار الصناعية الكوكبية. في السنوات الأخيرة ، اكتشف الفلكيون أيضًا أمثلة على تفاعلات الجاذبية بين الكواكب العملاقة حول النجوم الطبيعية.
طبق كوناكي و Wolszczan تقنية التفاعل بالرنين على ملاحظات التوقيت الدقيقة للميكروثانية لـ PSR B1257 + 12 التي تم إجراؤها بين عامي 1990 و 2003 باستخدام تلسكوب راديو Arecibo العملاق. في ورقة تظهر في رسائل مجلة Astrophysical Journal ، يوضحون أن توقيع اضطراب الكواكب الذي يمكن اكتشافه في بيانات التوقيت كبير بما يكفي للحصول على تقديرات دقيقة بشكل مدهش لكتل الكواكب التي تدور حول النجم النابض.
تزيل القياسات التي قام بها Konacki و Wolszczan احتمال أن تكون الكواكب النابضة أكبر حجمًا بكثير ، وهو ما سيكون عليه الحال إذا كانت مداراتها موجهة أكثر "وجهاً لوجه" فيما يتعلق بالسماء. في الواقع ، تمثل هذه النتائج أول تعريف لا لبس فيه لكواكب بحجم الأرض تم إنشاؤها من قرص كوكبي أولي خارج النظام الشمسي.
قال Wolszczan ، "إن هذا الاكتشاف والتشابه اللافت للنظر لمظهر النظام النابض مع النظام الشمسي الداخلي يوفران إرشادات مهمة لتخطيط عمليات البحث المستقبلية عن الكواكب الشبيهة بالأرض حول النجوم القريبة."
المصدر الأصلي: نشرة أخبار Caltech
