في سياق البحث عن الكواكب خارج الطاقة الشمسية ، تم تحقيق بعض الاكتشافات المثيرة للاهتمام. بعضها حدث حتى داخل جوارنا المجرة. قبل عامين فقط ، أعلن علماء الفلك من حملات Red Dots و CARMENES عن اكتشاف كوكب Proxima b ، وهو كوكب صخري يدور داخل المنطقة الصالحة للسكن لأقرب جوار نجمي - Proxima Centauri.
هذا العالم الصخري ، الذي قد يكون صالحًا للسكن ، لا يزال أقرب كوكب خارجي تم اكتشافه على الإطلاق لنظامنا الشمسي. قبل بضعة أيام (في 14 نوفمبر) ، أعلنت Red Dots و CARMENES عن اكتشاف آخر: كوكب صخري يدور حول نجم بارنارد ، الذي يبعد 6 أعوام ضوئية عن الأرض. هذا الكوكب ، Barnard's Star b ، هو الآن ثاني أقرب كوكب خارجي لنظامنا الشمسي ، وأقرب كوكب يدور حول نجم واحد.
تم الإعلان عن الاكتشاف في ورقة نشرت مؤخرًا في المجلة العلمية طبيعة، بعنوان "مرشح لكوكب الأرض الفائقة يدور حول خط ثلج نجم بارنارد". وفقًا لدراستهم ، اعتمدت حملة المراقبة الدولية على بيانات من مجموعة عالمية من التلسكوبات التي بحثت عن علامات تحول دوبلر من نجم بارنارد (المعروف أيضًا باسم طريقة السرعة الشعاعية).
سميت باسم عالم الفلك الأمريكي إدوارد إيمرسون بارنارد ، نجم بارنارد هو نجم منخفض الكتلة ومنخفض الإضاءة من النوع M (قزم أحمر) ، وهو أقرب نجم منفرد إلى الشمس. على الرغم من عمره (7-12 مليار سنة) ومستوى النشاط المنخفض ، فإن هذا النجم لديه أسرع حركة واضحة لأي نجم في سماء الليل. منذ عام 1997 ، قامت العديد من الأدوات بقياس حركة هذا النجم ذهابًا وإيابًا (تعرف أيضًا بالسرعة الشعاعية) لتحديد ما إذا كان لديها أي كواكب تدور.
بحلول عام 2015 ، أشار تحليل جميع البيانات التي تم جمعها إلى أن حركة النجم يمكن أن تكون ناجمة عن كوكب بفترة مدارية تبلغ حوالي 230 يومًا. تضمنت هذه البيانات الأطياف التي حصل عليها الباحث عن الكواكب عالية السرعة من شركة ESO (HARPS) والأشعة فوق البنفسجية والمرئية الصدفية (UVES) ومرصد الطيف عالي الدقة من مرصد Keck (HIRES).
لتأكيد ذلك ، أجرت حملتا Red Dots و CARMENES قياسات إضافية للسرعة الشعاعية للنجم. كما شرح إيجناسي ريباس ، مدير مرصد مونستيك الفلكي والمؤلف الرئيسي في دراسة الفريق ، في بيان صحفي صدر حديثًا عن ESO:
"بالنسبة للتحليل ، استخدمنا ملاحظات من سبع أدوات مختلفة ، تمتد على مدى 20 عامًا ، مما يجعلها واحدة من أكبر مجموعات البيانات وأكثرها شمولًا المستخدمة على الإطلاق لدراسات السرعة الشعاعية الدقيقة. أدى الجمع بين جميع البيانات إلى إجمالي 771 قياسًا. "
"لعبت HARPS دورًا حيويًا في هذا المشروع. وأضاف Guillem Anglada Escudé ، وهو باحث من جامعة كوين ماري في لندن والعالم المشارك في فريق الاكتشاف ، أننا جمعنا بين بيانات الأرشيف من فرق أخرى وقياسات نجم بارنارد الجديدة المتداخلة من مرافق مختلفة. "كان الجمع بين الأدوات عاملاً أساسيًا للسماح لنا بالتدقيق في نتائجنا."
وفقًا لبياناتهم ، من المرجح أن يكون Barnard's Star b "كوكبًا فائقًا" (تبلغ كتلته 3.2 أضعاف كتلة الأرض على الأقل). كما قرروا أنه يدور حول نجمه بفترة 233 يومًا وعلى مسافة 0.4 AU (0.4 ضعف المسافة بين الأرض والشمس). على الرغم من هذا المدار القريب نسبيًا ، فإن كتلة ونجوم بارنارد المنخفضة تعني أن الكوكب يتلقى فقط حوالي 2 ٪ من الطاقة التي تتلقاها الأرض من الشمس.
إلى جانب مدار الكوكب ، يضع هذا نجم Barnard b بالقرب من خط Frost للنظام ، حيث تتكثف المركبات المتطايرة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون والأمونيا والميثان في الجليد الصلب. وفقًا لتقديرات الفريق ، سيكون متوسط درجة حرارة سطح الكوكب -170 درجة مئوية ، مما يجعله غير مضياف للحياة كما نعرفها.
لكن هذا لم يكن اكتشافًا غير متوقع. وفقًا للنظريات الحالية حول تكوين الكوكب ، قد يكون خط الصقيع المكان المثالي لتكوين مثل هذه الكواكب حول النجم. علاوة على ذلك ، يعتقد علماء الفلك أن الأرض الفائقة هي النوع الأكثر شيوعًا من الكواكب التي تتشكل حول النجوم منخفضة الكتلة مثل نجم بارنارد. تضيف هذه النظريات مصداقية للاكتشاف الأخير.
قال ريباس: "بعد تحليل دقيق للغاية ، نحن واثقون بنسبة 99٪ من وجود الكوكب". "ومع ذلك ، سنستمر في ملاحظة هذا النجم سريع الحركة لاستبعاد الاختلافات الطبيعية المحتملة ، لكن غير المحتملة ، للسطوع النجمية التي يمكن أن تتنكر ككوكب."
في جميع المحاولات السابقة ، فشل علماء الفلك في الكشف عن الكواكب حول بارنارد ستار باستخدام طريقة السرعة الشعاعية. في النهاية ، كان فقط من خلال الجمع بين القياسات من العديد من الأجهزة عالية الدقة من جميع أنحاء العالم التي جعلت هذا الاكتشاف ممكنًا. كما أوضح ريباس:
استخدمنا ملاحظات من سبع أدوات مختلفة ، امتدت على مدى 20 عامًا من القياسات ، مما جعلها واحدة من أكبر مجموعات البيانات وأكثرها شمولًا على الإطلاق لدراسات السرعة الشعاعية الدقيقة. أدى الجمع بين جميع البيانات إلى إجمالي 771 قياسًا - كمية هائلة من المعلومات! "
كان هذا الاكتشاف أيضًا إنجازًا مدويًا بسبب طبيعة الكوكب المكتشف. في حين أن الأدوات التي تم استخدامها كانت قادرة على قياس التغيرات في السرعة في نجم بدقة لا تصدق في الماضي ، فهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام طريقة السرعة الشعاعية للكشف عن الأرض الفائقة في مثل هذا المدار الكبير حول نجمها .
واختتمت أنغلادا إسكودي حديثها قائلة: "لقد عملنا جميعًا بجد لتحقيق هذا الإنجاز. "إن هذا الاكتشاف هو نتيجة تعاون كبير تم تنظيمه في سياق مشروع Red Dots ، والذي تضمن مساهمات من فرق من جميع أنحاء العالم. ملاحظات المتابعة جارية بالفعل في مراصد مختلفة حول العالم ".
بالإضافة إلى التحقق من الأدوات المتطورة المعنية ، يعد هذا الاكتشاف دليلاً آخر على مدى فعالية مشاركة البيانات والتعاون بين المعاهد العلمية في جميع أنحاء العالم. أخيرًا وليس آخرًا ، من المؤكد أن هذا الاكتشاف الأخير القريب من نظامنا الشمسي سيشجع على إجراء استقصاءات مماثلة للنجوم القريبة.
كما أشارت كريستينا رودريغيز لوبيز ، باحثة بمعهد أستروفيسيكا دي الأندلس (IAA ، CSIC) والمؤلف المشارك للورقة ، في بيان صحفي صدر مؤخراً عن Red Dots:
"هذا الاكتشاف يعني دفعة لمواصلة البحث عن الكواكب الخارجية حول أقرب جيراننا النجمين ، على أمل أن نصل في النهاية إلى واحدة لديها الظروف المناسبة لاستضافة الحياة".
وبينما قد لا يكون هذا الكوكب القريب مثاليًا للحياة (كما نعرفه) ، فإن حجمه ومداره يجعله مرشحًا ممتازًا للتصوير المباشر باستخدام أدوات الجيل التالي. بالإضافة إلى مهام مثل وكالة ناسا تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) و واسعة النطاق تلسكوب المسح بالأشعة تحت الحمراء (WFIRST) - التي من المتوقع إطلاقها في عام 2021 ومنتصف 2020 على التوالي - يمكن أيضًا ملاحظة الكوكب مباشرة من خلال بعثات مثل وكالة الفضاء الأوروبية جايا مركبة فضائية.
مثل الكثير من Proxima b والعديد من الكواكب الخارجية القريبة الأخرى ، يمكننا أن نتوقع أن نسمع المزيد عن Barnard's Star b في السنوات القادمة. وتأكد من التحقق من هذا ESOcast الذي يناقش هذا الاكتشاف الأخير وأهميته:
