اكتشف علماء الفلك كوكبًا خارج المجموعة الشمسية بشكل مباشر. يمكن لهذه الطريقة أن تغير البحث عن الحياة خارج الأرض

قد يكون العثور على الحياة على كواكب أخرى هو الكأس المقدسة لعلم الفلك ، لكن البحث عن الكواكب المضيفة المناسبة التي يمكن أن تحافظ على الحياة هو مهمة كثيفة الموارد.

يتضمن البحث عن الكواكب الخارجية (كواكب خارج نظامنا الشمسي) التنافس على الوقت على أكبر تلسكوبات على الأرض – ومع ذلك فإن معدل إصابة هذا البحث قد يكون منخفضًا بشكل مخيب للآمال.

في دراسة جديدة نُشرت اليوم في مجلة Science ، جمعت أنا وفريقي الدولي من زملائي تقنيات بحث مختلفة لاكتشاف كوكب عملاق جديد. يمكن أن يغير الطريقة التي نحاول بها تصوير الكواكب في المستقبل.

تصوير الكواكب ليس بالأمر الهين

لإرضاء فضولنا حول مكانتنا في الكون ، طور علماء الفلك العديد من التقنيات للبحث عن الكواكب التي تدور حول نجوم أخرى. ولعل أبسطها يسمى التصوير المباشر. لكنها ليست سهلة.

يتضمن التصوير المباشر إرفاق كاميرا قوية بتلسكوب كبير ومحاولة اكتشاف الضوء المنبعث أو المنعكس من كوكب. النجوم ساطعة ، والكواكب قاتمة ، لذا فهي تشبه البحث عن اليراعات التي ترقص حول بقعة ضوء.

ليس من المستغرب العثور على حوالي 20 كوكبًا بهذه التقنية حتى الآن.

ومع ذلك ، فإن التصوير المباشر له قيمة كبيرة. يساعد في إلقاء الضوء على خصائص الغلاف الجوي للكوكب ، مثل درجة حرارته وتكوينه ، بطريقة لا تستطيع تقنيات الكشف الأخرى القيام بها.

HIP99770b: عملاق غاز جديد

يكشف تصويرنا المباشر للكوكب الجديد ، المسمى HIP99770b ، عن كوكب حار وعملاق وغائم بدرجة معتدلة. يدور حول نجمه على مسافة تقع في مكان ما بين المسافات المدارية لزحل وأورانوس حول شمسنا.

مع حوالي 15 ضعف كتلة المشتري ، HIP99770b هو عملاق حقيقي. ومع ذلك ، فهي أيضًا أكثر من 1000 ، لذا فهي ليست احتمالية جيدة لعالم صالح للسكنى.

ما يقدمه نظام HIP99770 هو تشبيه لنظامنا الشمسي. إنه يحتوي على “قرص حطام” بارد من الجليد والصخور بعيدًا عن النجم ، على غرار نسخة مكبرة من حزام كايبر في نظامنا الشمسي.

الفرق الرئيسي هو أن نظام HIP99770 يهيمن عليه كوكب واحد عالي الكتلة ، بدلاً من عدة كواكب أصغر.

البحث مع الضوء

لقد توصلنا إلى النتائج التي توصلنا إليها من خلال اكتشاف أول تلميحات لكوكب ما عبر طرق الكشف غير المباشرة. لاحظنا أن النجم كان يتأرجح في الفضاء ، مما يشير إلى وجود كوكب في المنطقة المجاورة له قوة جاذبية كبيرة.

وقد حفز هذا جهودنا المباشرة في التصوير ؛ لم نعد نبحث في الظلام.

جاءت البيانات الإضافية من المركبة الفضائية Gaia التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي كانت تقيس مواقع ما يقرب من مليار نجم منذ عام 2014. Gaia حساسة بدرجة كافية لاكتشاف الاختلافات الصغيرة في حركة النجم عبر الفضاء ، مثل تلك التي تسببها الكواكب.

استكملنا أيضًا هذه البيانات بقياسات من سلف Gaia ، Hipparcos. إجمالاً ، كان لدينا 25 عامًا من البيانات “الفلكية” (الموضعية) للعمل معها.

في السابق ، استخدم الباحثون طرقًا غير مباشرة لتوجيه التصوير الذي اكتشف النجوم المصاحبة ، ولكن ليس الكواكب.

هذا ليس خطأهم: النجوم الضخمة مثل HIP99770 – التي تبلغ ضعف كتلة شمسنا تقريبًا – مترددة في الكشف عن أسرارها. نادرًا ما تصل تقنيات البحث الناجحة إلى مستويات الدقة المطلوبة لاكتشاف الكواكب حول هذه النجوم الضخمة.

يوضح اكتشافنا ، الذي استخدم كلاً من التصوير المباشر والقياس الفلكي ، طريقة أكثر فاعلية للبحث عن الكواكب. إنها المرة الأولى التي يتم فيها توجيه الاكتشاف المباشر لكوكب خارج المجموعة الشمسية من خلال طرق الكشف الأولية غير المباشرة.

من المتوقع أن تستمر Gaia في المراقبة حتى عام 2025 على الأقل ، وسيظل أرشيفها مفيدًا لعقود قادمة.

تبقى الألغاز

يشير القياس الفلكي لـ HIP99770 إلى أنه ينتمي إلى رابطة Argus للنجوم – وهي مجموعة من النجوم تتحرك معًا عبر الفضاء. قد يشير هذا إلى أن النظام شاب إلى حد ما ، يبلغ عمره حوالي 40 مليون سنة. هذا من شأنه أن يجعله ما يقرب من واحد من مائة من عمر نظامنا الشمسي.

ومع ذلك ، يشير تحليلنا لنبضات النجم ، وكذلك نماذج سطوع الكوكب ، إلى أن عمرًا أكبر يتراوح بين 120 مليون و 200 مليون سنة. إذا كانت هذه هي الحالة ، فقد يكون HIP99770 مجرد متطفل في مجموعة Argus.

الآن بعد أن عُرف أنه يستضيف كوكبًا ، سيهدف علماء الفلك إلى كشف ألغاز HIP99770 وبيئته المباشرة.

اقرأ المزيد: يجري العمل حاليًا على مرصد أشعة جاما “من الجيل التالي” لاستكشاف الكون المتطرف