صورة الفنان للكوكب الصخري حول القزم M Gliese 876. حقوق الصورة: NSF. اضغط للتكبير.
أعلن فريق من علماء الفلك عن اكتشاف أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية تم اكتشافه حتى الآن ، وذلك بخطوة كبيرة إلى الأمام في البحث عن الكواكب الشبيهة بالأرض خارج نظامنا الشمسي. حوالي سبع مرات ونصف الكتلة مثل الأرض ، مع ضعف نصف القطر ، قد يكون أول كوكب صخري تم العثور عليه يدور حول نجم عادي لا يختلف كثيرًا عن شمسنا.
كانت جميع الكواكب خارج المجموعة الشمسية الأخرى التي تم اكتشافها حتى الآن حول النجوم العادية والتي يبلغ عددها حوالي 150 ، أكبر من كوكب أورانوس العملاق الجليدي بحوالي 15 مرة من كتلة الأرض.
قال عضو الفريق ستيفن فوغت ، أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز: "نواصل دفع حدود ما يمكننا اكتشافه ، ونقترب أكثر فأكثر من العثور على الأرض".
؟ نتائج اليوم هي خطوة مهمة نحو الإجابة على واحد من أعمق الأسئلة التي يمكن أن تطرحها البشرية: هل نحن وحدنا في الكون ؟؟ قال مايكل تورنر ، رئيس مديرية العلوم الرياضية والفيزيائية في مؤسسة العلوم الوطنية ، التي قدمت تمويلًا جزئيًا للبحث.
اكتشف حديثا؟ سوبر الأرض؟ يدور النجم Gliese 876 على بعد 15 سنة ضوئية من اتجاه كوكبة الدلو. يمتلك هذا النجم أيضًا كواكب أكبر حجمًا من كوكب المشتري. الكوكب الجديد يجلد حول النجم في يومين فقط ، وهو قريب جدًا من سطح النجم لدرجة أن درجة حرارته قد تصل إلى 400 إلى 750 درجة فهرنهايت (200 إلى 400 درجة مئوية)؟ يعرف.
ومع ذلك ، فإن القدرة على اكتشاف التمايل الصغير الذي يسببه الكوكب في النجم يمنح الفلكيين الثقة في أنهم سيكونون قادرين على اكتشاف الكواكب الصخرية الأصغر في المدارات الأكثر ملاءمة للحياة.
قال بول بتلر ، عضو فريق معهد كارنيجي بواشنطن: "هذا 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 للكتلة لكوكب الأرض وهو 5.9 كتل أرضية ، يدور حول Gliese 876 مع 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 ، فإن كتلته المنخفضة تمنعه من الاحتفاظ بالغاز مثل المشتري. تم الإبلاغ عن ثلاثة كواكب صخرية مزعومة أخرى ، لكنها تدور حول النجم النابض ، الجثة الوامضة لنجم انفجر.
قال قائد الفريق جيفري مارسي ، أستاذ علم الفلك في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي: "هذا الكوكب يجيب على سؤال قديم". "قبل أكثر من 2000 عام ، جادل فلاسفة اليونان أرسطو وإبيكوروس حول ما إذا كانت هناك كواكب أخرى تشبه الأرض. الآن ، وللمرة الأولى ، لدينا أدلة على وجود كوكب صخري حول نجم عادي ".
قدم مارسي ، بتلر ، عالم الفلك النظري جاك ليسوير من ناسا / مركز أبحاث أميس ، وباحث ما بعد الدكتوراه يوجينيو ريفيرا من مراصد جامعة كاليفورنيا / مرصد لعق في جامعة كاليفورنيا سانتا كروز النتائج التي توصلوا إليها اليوم (الاثنين ، 13 يونيو) خلال إحدى الصحف مؤتمر في NSF في أرلينغتون ، فيرجينيا.
وأجرى بحثهم ، الذي أجري في مرصد كيك في هاواي ، دعمًا من NSF والإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء وجامعة كاليفورنيا ومعهد كارنيجي في واشنطن.
وقد تم تقديم ورقة تفاصيل النتائج إلى مجلة الفيزياء الفلكية. المؤلفان المشاركان على الورقة هما ستيفن فوجت وغريغوري لافلين من مرصد ليك بجامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز. ديبرا فيشر من جامعة ولاية سان فرانسيسكو ؛ وتيموثي براون من المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي في بولدر بولاية كولورادو.
Gliese 876 (أو GJ 876) هو نجمة صغيرة حمراء تعرف باسم القزم M؟ أكثر أنواع النجوم شيوعًا في المجرة. يقع في كوكبة الدلو ، وفي حوالي ثلث كتلة الشمس ، هو أصغر نجم تم اكتشاف الكواكب حوله. اكتشف بتلر ومارسي أول كوكب هناك عام 1998 ؛ ثبت أنه عملاق غاز حوالي ضعف كتلة المشتري. ثم ، في عام 2001 ، أبلغوا عن كوكب ثان ، عملاق غاز آخر حوالي نصف كتلة المشتري. كلاهما في مدارات رنانة ، الكوكب الخارجي يستغرق 60 يومًا لتدور حول النجم ، ضعف فترة 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 الاعتبار التفاعل الرنيني بين الكواكب المعروفة ، لما رأوا الكوكب الثالث.
قال ليساور: "كان لدينا نموذج لكواكب تتفاعل مع بعضها البعض ، ولكن عندما نظرنا إلى الاختلاف بين نموذج الكواكب والبيانات الفعلية ، وجدنا توقيعًا يمكن تفسيره على أنه كوكب ثالث".
وأضاف ريفيرا أن نموذج الكواكب الثلاثة أعطى على الدوام ملاءمة أفضل للبيانات. وقال "ولكن لأن الإشارة من هذا الكوكب الثالث لم تكن قوية للغاية ، كنا حذرين للغاية بشأن الإعلان عن كوكب جديد حتى يكون لدينا المزيد من البيانات".
قدمت التحسينات الأخيرة على مطياف Keck Telescope عالي الدقة (HIRES) بيانات جديدة حاسمة. عمل Vogt ، الذي صمم وبنى HIRES ، مع الموظفين التقنيين في مراصد UC / مختبرات Lick Observatory في UC Santa Cruz لترقية أجهزة الكشف عن CCD (جهاز مقرن الشحن) في أغسطس الماضي.
وقال بتلر "إن البيانات الأكثر دقة من HIRES التي تم ترقيتها هي التي تمنحنا الثقة في هذه النتيجة".
يمتلك الفريق الآن بيانات مقنعة لكوكب يدور قريبًا جدًا من النجم ، على مسافة حوالي 10 أقطار نجمية. هذا أقل من عُشر حجم مدار عطارد في مجموعتنا الشمسية.
قال بتلر "في مدار يومين ، تكون درجة الحرارة حوالي 200 درجة مئوية شديدة الحرارة بالنسبة للماء السائل." "هذا يميل إلى أن يقودنا إلى استنتاج مفاده أن التكوين الأكثر احتمالية لهذا الشيء هو مثل الكواكب الداخلية لهذا النظام الشمسي؟ صخرة من الحديد والنيكل ، وكوكب صخري ، وكوكب أرضي. "
وأشار لافلين ، الأستاذ المساعد في علم الفلك بجامعة كاليفورنيا سانتا كروز ، إلى أن "كتلة الكوكب يمكن أن تتماسك بسهولة في الغلاف الجوي". "لا يزال يعتبر كوكبًا صخريًا ، ربما مع نواة حديدية وغطاء سيليكون. يمكن أن يكون لها حتى طبقة مياه بخارية كثيفة. أعتقد أن ما نراه هنا هو شيء متوسط بين كوكب أرضي حقيقي مثل الأرض ونسخة ساخنة من عمالقة الجليد أورانوس ونبتون ".
إلى جانب برامج الكمبيوتر المحسنة ، يمكن للكاشفات الجديدة CCD (الجهاز المقترن بالشحن) المصمم من قبل هذا الفريق لمطياف Heck في شركة Keck أن تقيس الآن سرعة دوبلر للنجم إلى متر واحد في الثانية؟ سرعة المشي البشري؟ بدلاً من الدقة السابقة بثلاثة أمتار في الثانية. ستسمح هذه الحساسية المحسنة لفريق صيد الكوكب باكتشاف تأثير الجاذبية لكوكب شبيه بالأرض داخل المنطقة الصالحة للسكن لنجوم قزم مثل Gliese 876.
قال بتلر: "نحن ندفع نظامًا جديدًا بالكامل في Keck لتحقيق دقة متر واحد في الثانية ، أي ثلاثة أضعاف الدقة القديمة ، والتي يجب أن تسمح لنا أيضًا برؤية كواكب كتلة الأرض حول النجوم الشبيهة بالشمس خلال السنوات القليلة المقبلة".
وأضاف مارسي: "لقد قام فريق UC Santa Cruz و Lick Observatory بكمية هائلة من العمل البصري والتقني والكاشف لجعل تلسكوب Keck صيادًا للكوكب الصخري ، وهو الأفضل في العالم".
Lissauer متحمس أيضًا من خلال إنجاز آخر ورد في الصحيفة المقدمة إلى المجلة. ولأول مرة ، حدد هو وريفيرا ولوغلين ميل خط الرؤية لمدار النظام النجمي فقط من تمايل دوبلر المرصود للنجم. باستخدام نماذج ديناميكية لكيفية تفاعل الكوكبين بحجم المشتري ، تمكنوا من حساب كتل الكواكب العملاقة من الأشكال المرصودة ومعدلات استباقية مداراتها البيضاوية. البادئة هي الدوران البطيء للمحور الطويل لمدار الكوكب الإهليلجي.
أظهروا أن الطائرة المدارية مائلة 40 درجة إلى خط نظرنا. وقد سمح ذلك للفريق بتقدير الكتلة الأكثر احتمالا للكوكب الثالث على أنها سبع كتل ونصف الأرض.
قال ليسوير: "هناك نماذج ديناميكية أكثر في هذه الدراسة من أي دراسة سابقة ، وأكثر من ذلك بكثير".
يخطط الفريق لمواصلة مراقبة النجم Gliese 876 ، ولكنه حريص على العثور على كواكب أرضية أخرى من بين 150 أو أكثر من الكواكب القزمة M التي يراقبونها بانتظام مع Keck.
وأشار بتلر إلى أنه "حتى الآن ، لم نجد تقريبًا كواكب ذات كتلة المشتري بين النجوم القزمة M التي نلاحظها ، مما يشير إلى أنه بدلاً من ذلك ، سيكون هناك عدد كبير من الكواكب ذات الكتل الصغيرة".
المصدر الأصلي: بيان صحفي لمعهد كارنيجي
