صورة الفنان للكوكب الصخري حول القزم M Gliese 876. حقوق الصورة: NSF. اضغط للتكبير.
في الاندفاع البري المعروف باسم صيد الكواكب خارج المجموعة الشمسية ، يتم الإعلان عن العقارات الأكثر قيمة على أنها "شبيهة بالأرض". في يوم الاثنين 13 يونيو ، تسابق العلماء لزرع علمهم على كتلة صخرية محترقة تدور حول نجم أحمر.
يبلغ حجم هذا الكوكب المكتشف حديثًا حوالي سبعة أضعاف كتلة الأرض ، وبالتالي فإن أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول تسلسل رئيسي ، أو نجم "قزم" (النجوم ، مثل شمسنا ، التي تحرق الهيدروجين).
هناك حتى كواكب أصغر معروفة بوجودها خارج نظامنا الشمسي ، لكن لديهم سوء الحظ في تطويق النجوم النابضة ، تلك القذائف التي تدور بسرعة من النجوم المحتضرة. لا يُعتقد أن مثل هذه الكواكب قابلة للسكن عن بُعد ، بسبب الإشعاع الشديد المنبعث من النجوم النابضة.
يُعتقد أن الكواكب التي تتكون من عشر كتل أرضية أو أقل صخرية ، في حين أن الكواكب الأكثر ضخامة ربما تكون غازية ، لأن جاذبيتها القوية تعني أنها تجمع وتحتفظ بمزيد من الغاز أثناء تكوين الكواكب. تم العثور على 155 كواكب خارج المجموعة الشمسية حتى الآن ، ولكن معظمها لديها كتل قابلة للمقارنة مع المشتري الغازي أكثر من الأرض الصخرية (يبلغ حجم المشتري 318 مرة كتلة الأرض).
على الرغم من الإعلان عن هذا الكوكب الجديد على أنه يشبه الأرض بسبب كتلته المنخفضة نسبيًا ، إلا أن أبناء الأرض لا يريدون استئجار منزل هناك في أي وقت قريب. لسبب واحد ، سيذوب المنزل. درجات الحرارة السطحية المقدرة لهذا الكوكب - من 200 إلى 400 درجة مئوية (400 إلى 750 درجة فهرنهايت) - ترجع إلى قرب الكوكب من مسافة قريبة من نجمه.
يتواجد الكوكب على بعد 0.021 AU فقط من النجم Gliese 876 (1 AU هو المسافة بين الأرض والشمس) ، ويكمل مدارًا في أقل من يومين من الأرض. إن أقرب كوكب للشمس في نظامنا الشمسي - عطارد حار جدًا - بعيدًا تقريبًا 20 مرة ، يدور حول 0.4 AU.
يقول بول بتلر ، عضو فريق العلوم في معهد كارنيغي بواشنطن: "لأن الكوكب في مدار لمدة يومين ، يتم تسخينه إلى درجات حرارة تشبه الفرن ، لذلك لا نتوقع الحياة".
في نظامنا الشمسي ، تبلغ المنطقة الصالحة للسكن - المنطقة المعتدلة حيث يمكن أن توجد المياه كسائل على سطح الكوكب - ما يقرب من 0.95 إلى 1.37 AU ، أو بين مداري كوكب الزهرة والمريخ. النجم Gliese 876 أقل سطوعًا بمقدار 600 مرة تقريبًا من شمسنا ، لذا فإن المنطقة الصالحة للسكن المقترحة أقرب كثيرًا ، تقريبًا بين 0.06 و 0.22 AU.
عند 0.021 AU ، يكون الكوكب الجديد قريبًا جدًا من النجم ليكون في المنطقة الصالحة للسكن ، كما يتعرض أيضًا لكميات أكبر من الإشعاع عالي الطاقة مثل الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية. في حين أن الأقزام الحمراء مثل Gliese 876 تنبعث منها مستويات أقل من الأشعة فوق البنفسجية من النجوم مثل شمسنا ، فإنها تنبعث منها مشاعل أشعة سينية عنيفة.
هناك تعقيد آخر من هذا المدار القريب هو أن الكوكب قد يكون مغلقًا بشكل مرتب ، مع مواجهة نفس الجانب من الكوكب دائمًا للنجم. ما لم يكن هناك جو كبير لتوزيع الحرارة ، فسيتم طهي جانب واحد من الكوكب بينما سيظل الآخر باردًا.
يعتقد أن عمر Gliese 876 يبلغ حوالي 11 مليار سنة ، مما يجعله أكبر من ضعف عمر شمسنا. ولكن بطريقة ما ، غليسي مراهقة للكبار في منتصف الشمس. تعيش النجوم من الفئة G مثل شمسنا حوالي 10 مليار سنة ، في حين يعتقد أن الأقزام الحمراء من الفئة M تعيش لمدة 100 مليار سنة (أكبر من عمر الكون!).
يقول عضو الفريق العلمي جيف مارسي من جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، إن نجوم M تستغرق وقتًا طويلاً لتهدأ وتتقلص إلى حجم تسلسلها الرئيسي وإضاءة. ويقول إنه إذا هاجر الكوكب إلى الداخل إلى مداره القريب اليوم ، فمن المحتمل أنه قام بهذه الخطوة خلال ملايين السنوات القليلة الأولى ، ثم تعرض لإشعاع أكثر بكثير مما هو عليه حاليًا لمئات الملايين من السنين.
يعتقد أن Gliese 876 فقيرة بالمعادن (بالنسبة لعلم الفلك ، أي عنصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم يصنف على أنه "معدن"). قد يكون تكوين الكواكب مرتبطًا بمعدنية النجم ، حيث يتكون كل من النجم والكواكب من نفس المادة الأصلية. لذا من المتوقع أن يدور كوكب صخري مثل الأرض ، مصنوع من عناصر مثل السليكات والحديد ، حول نجم غني بالمعادن.
على الرغم من كونه فقيرًا بالمعادن ، فإن Gliese 876 هو نظام متعدد الكواكب. من المعروف أن كوكبين عملاقين للغاز يدوران حول Gliese 876: الكوكب الخارجي هو ضعف كتلة المشتري تقريبًا ، والمدارات عند 0.21 AU ؛ الكوكب الأوسط هو حوالي نصف كتلة المشتري ، يدور عند 0.13 AU.
يقول مارسي: "إن النظام الكوكبي بأكمله هو نوع من نظامنا الشمسي المصغر". "النجم صغير ، والمدارات صغيرة ، وأقربها هو أصغرها ، تمامًا مثل الهندسة المعمارية في نظامنا الشمسي ، مع أصغر الكواكب التي تدور حول العمالقة."
لدينا مساحة أكبر في مرفقنا الشمسي. الزئبق بعيد عن الشمس أكثر من مسافات كل هذه الكواكب مجتمعة. الكواكب في نظام Gliese 876 متقاربة جدًا ، وتتفاعل مع بعضها البعض بشكل جاذبي. كان هذا النوع من شد الجاذبية الحربي هو كيف تمكن العلماء من اكتشاف الكواكب في المقام الأول.
على مدار مدار ، ستسحب الكواكب جاذبيًا على نجمها من جوانب مختلفة. يقيس العلماء التحول الناتج في ضوء النجوم لتحديد وجود الكواكب المدارية.
لمعرفة المزيد عن أصغر كوكب Gliese 876 ، سيحتاج العلماء إلى استخدام تقنية أخرى لصيد الكواكب تسمى قياس الضوء العابر. تتناول هذه الطريقة كيف يبدو ضوء النجم ينخفض عندما يمر كوكب أمام النجم من مجال رؤيتنا. يسمح كسوف الكوكب المداري لعلماء الفلك بتحديد كتلة هذا الكوكب ونصف قطره. يشير تثبيت هذه الأرقام إلى كثافة الكوكب ، والتي تقترح بعد ذلك ما يتكون منه الكوكب ، وما إذا كان الكوكب صخريًا أو غازيًا.
لا يمكن استخدام قياس الضوء العابر لإخبارنا بأي شيء عن الكواكب التي تدور حول Gliese 876 ، ومع ذلك ، لأن النظام يميل 50 درجة من وجهة نظرنا. تعني هذه الزاوية أن الكواكب لن تحجب أيًا من ضوء النجوم الذي يصل إلى الأرض.
الأقزام الحمراء هي النوع الأكثر شيوعًا من النجوم في مجرتنا ، وتضم حوالي 70 بالمائة من جميع النجوم. ومع ذلك ، من بين 150 من الأقزام الحمراء التي درسوها على مر السنين ، وجد مارسي وبتلر فقط كواكب تدور حول اثنين منها. نظرًا لأن معظم الكواكب التي تم العثور عليها حتى الآن هي عمالقة غاز ، فقد يعني هذا أن الأقزام الحمراء أقل ملاءمة لإيواء تلك الأنواع من العوالم.
يقول Marcy أنهم سيواصلون مراقبة Gliese 876 بحثًا عن أي تلميحات لكوكب رابع أو خامس. "سيكون هذا بالتأكيد أحد نجومنا المفضلين من الآن فصاعدا."
سباق حتى خط النهاية
وقد تم تقديم ورقة البحث التي تصف هذا الاكتشاف إلى مجلة الفيزياء الفلكية. يقول العلماء أنهم تلقوا تقرير حكم مبدئي موات ، ويتوقعون قبول أوراقهم ثم نشرها في غضون بضعة أشهر. خلال المؤتمر الصحفي الذي عقد يوم الاثنين ، سُئل العلماء لماذا قرروا نشر ما توصلوا إليه الآن ، قبل قبول الصحيفة للنشر. هل تم ذلك للتغلب على صائدي الكوكب الآخرين الذين قد يكونون ساخنين في أعقابهم؟
رد مارسي بأنهم أرادوا منع تسرب اكتشافاتهم. "لقد علمنا بذلك قبل ثلاث سنوات ، ونحن نتبعه بهدوء ، بعناية ، نحرس السر بينما نتحقق مرتين وثلاثة. ثم تحدثت قبل شهر تقريبًا مع مايكل تورنر هنا ، أشخاص في مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) ، وقررنا معًا أن هذا الاكتشاف كان استثنائيًا جدًا ، ربما ما يمكن أن تسميه علامة فارقة في علم الكواكب ، بحيث كان من الصعب تخيل الحفاظ على غطاء هذا لفترة أطول بكثير. لذلك قررنا أنه بدلاً من تسريبها إلى وسائل الإعلام ، وأن يتم المراوغة ، مع معرفة صحيفة واحدة عنها في وقت مبكر وما إلى ذلك ، سيكون من الأفضل الإعلان عن ذلك بسرعة. "
ثم انطلق مارسي في الدفاع عن سبب اعتقاده بأن النتائج التي توصلوا إليها صحيحة ، وتم دعمه بسرعة من قبل زملائه أعضاء الفريق. ومع ذلك ، لم يتم التشكيك في دقة النتائج التي توصلوا إليها. ولعل إعلانهم المبكر ، إلى جانب الحاجة إلى السرية مسبقًا ، هو دليل على المنافسة الشديدة التي ميزت صيد الكواكب منذ البداية.
تم الإعلان عن أول اكتشاف لكوكب خارج النظام الشمسي في 5 أكتوبر 1995 من قبل ميشيل مايور وديدييه كيلوز من مرصد جنيف ، وأكد مارسي وبتلر الملاحظات في الأسبوع التالي. حدث مثال حديث على التنافس على انتزاع كوكب آخر خارج المجموعة الشمسية في الصيف الماضي ، عندما أعلن العمدة نونو سانتوس وزملاؤه في 25 أغسطس 2004 عن اكتشاف أول كوكب خارج كتلة كوكب نبتون - في ذلك الوقت كان أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية كوكب معروف بأنه يدور حول نجم يشبه الشمس. جاء هذا الإعلان قبل أقل من أسبوع من إعلان مارسي وبتلر اكتشافين آخرين لكوكب نبتون.
درس العمدة وزملاؤه أيضًا Gliese 876. في مؤتمر علم الفلك في يونيو 1998 ، أعلن كل من Mayor و Marcy بشكل مستقل عن اكتشاف عملاق الغاز الأكثر ضخامة الذي يدور حول هذا النجم. كان مارسي وبتلر أول من يتابع هذه النتيجة ، معلنين عن اكتشاف ثاني كوكب غاز عملاق للنجم في عام 2001.
ستبحث مهمة كبلر ، المقرر إطلاقها في يونيو 2008 ، عن كواكب أرضية تدور حول نجوم بعيدة. تُعرف المهمة كوكب بحجم الأرض بأنه يتراوح بين 0.5 و 2.0 كتلة أرضية ، أو بين 0.8 و 1.3 قطر الأرض. تُعرف الكواكب بين 2 و 10 كتل أرضية ، مثل الكوكب الذي أعلن يوم الاثنين ، بأنها كواكب أرضية كبيرة.
المصدر الأصلي: علم الأحياء الفلكية ناسا
