لا تزال الكواكب الجديدة بحاجة إلى مزيد من التحقق ليتم تعريفها بشكل نهائي على هذا النحو. ومن بينها 10 كواكب شبيهة بالأرض وتدور حول نجمها على مسافة مناسبة يمكن أن يتواجد فيها الماء السائل. كما لاحظ الباحثون أنه من بين الكواكب التي ليست عمالقة غازية، هناك فجوة واضحة تقسمها إلى نوعين متميزين: الكواكب الصخرية، التي يصل حجمها إلى 1.75 قطر الأرض، وتلك التي أصغر قليلا من نبتون. ، ويطلق عليها اسم "نبتونات صغيرة".
وفي مؤتمر صحفي عقد أمس في مركز أميس للأبحاث التابع لناسا في وادي السيليكون بولاية كاليفورنيا، أعلنت وكالة الفضاء الإعلان حول كتالوج جديد يضم 4,034 كوكبًا مرشحًا خارج المجموعة الشمسية اكتشفها تلسكوب كيبلر الفضائي. ومن بين هذه الكواكب، تم تحديد 2,335 منها بشكل مؤكد على أنها كواكب، والباقي يحتاج إلى مزيد من التحقق، لاستبعاد احتمال وجود عامل آخر يؤثر على قياسات التلسكوب الفضائي.
ويضيف الفهرس الجديد، الذي يعتمد على البيانات التي جمعها التلسكوب خلال مهمته الرئيسية (2009 - 2013)، 219 كوكبًا مرشحًا إلى تلك المعروفة بالفعل من الفهارس السابقة. ومن بين هذه الكواكب 10 كواكب شبيهة بالأرض تدور حول نجمهامنطقة الجلوس"، وهو على مسافة من النجم تسمح بوجود الماء السائل على السطح. ومع ذلك، فإن موقعها على مسافة مناسبة لا يضمن وجود الماء السائل عليها بالفعل، إذ يتطلب ذلك توفر شروط إضافية، مثل وجود الغلاف الجوي المناسب.
تتم إضافة الكواكب العشرة الجديدة الشبيهة بالأرض إلى 40 كوكبًا آخر يشبه الأرض في الحجم وتقع في منطقة يشيفا. ومن بين هؤلاء الخمسين مرشحًا، تم تأكيد 50 منها بشكل مؤكد على أنها كواكب. وسيستخدم الباحثون هذه الكواكب في المستقبل كبؤر للبحث عن علامات الحياة خارج الأرض.
الكوكب الأكثر شبهاً بالأرض، من بين الكواكب الجديدة، هو كوي 7711 (اختصار لموضوع اهتمام كبلر). وعلى الرغم من أنه لم يتم التحقق من هويته بشكل نهائي بعد، إلا أن الباحثين قالوا إن نصف قطره يبلغ 1.3 مرة فقط من نصف قطر الأرض، وهو في مدار مماثل لمدار الأرض، حول نجم مشابه لشمسنا.
ويعد تلسكوب كيبلر الفضائي أكثر المهام المثمرة حتى الآن في البحث عن الكواكب خارج المجموعة الشمسية، ووفقا لباحثي وكالة ناسا، فإن 80% من جميع الكواكب خارج المجموعة الشمسية المكتشفة تم اكتشافها بواسطة كيبلر. وتم اكتشاف الباقي بواسطة التلسكوبات الفضائية الأخرى والمراصد الأرضية.
يكتشف كيبلر الكواكب خارج المجموعة الشمسية باستخدام "طريقة الخسوف"، وهي طريقة كشف غير مباشرة، يتم من خلالها قياس شدة ضوء النجم بدقة كبيرة. ويشير الخفوت على فترات زمنية منتظمة ومستمرة إلى وجود جسم ما - كوكب - يحيط بالنجم ويخفي بعض ضوءه.
ووفقا لوكالة ناسا، فإن الكتالوج الجديد هو الأكثر شمولا وتفصيلا الذي تم تجميعه من البيانات الأولية التي جمعتها كيبلر. وللتأكد من عدم فقدان أي كواكب، أضاف الباحثون عيوبًا صناعية إلى تحليل البيانات، وتحققوا من عدد الكواكب التي تم تحديدها على أنها كواكب. بالإضافة إلى ذلك، ولتحديد مدى موثوقية الاكتشاف، أضافوا إلى التحليل بيانات مضللة تشبه كسوف كوكب ما، وتحققوا من عدد المرات التي تم فيها تحديدها بشكل غير صحيح على أنها كواكب.
الكواكب التي تشبه الأرض ليس فقط في الحجم، ولكن أيضًا في الكوكب الأم
حوالي نصف الكواكب العشرة الشبيهة بالأرض المكتشفة حديثًا تدور حول نجم مشابه لشمسنا (النجم Mاكتب ز). وبهذه الطريقة، يتمكن الفهرس الجديد من سد الفجوة التي نشأت في الفهارس السابقة لمرشحي كبلر قليلاً، والتي تم فيها اكتشاف معظم الكواكب الشبيهة بالأرض في المنطقة المضيفة حولها. الأقزام الحمراء، نجوم أصغر بكثير من شمسنا.
تشكل الأقزام الحمراء الغالبية العظمى من النجوم في الكون. ولأن شدة إشعاعها أضعف، فإن منطقتها المدارية أقرب إليها بكثير من منطقة النجوم مثل شمسنا. فمن ناحية، يسهل هذا على التلسكوبات مثل كيبلر اكتشاف كواكب صغيرة بحجم الأرض من حولها، لأن الكسوف الذي تحدثه يكون أقوى ويحدث بشكل متكرر (نظرًا للمدة القصيرة جدًا للكسوف، والتي تستمر في بعض الأحيان لمدة قصيرة فقط). بضعة أيام). على الجانب الآخر، هناك باحثون يعتقدون أن القرب الشديد من النجم الأم يقلل من فرصة تطور الحياة عليهم.
بعض الكواكب المكتشفة حديثًا، كما ذكرنا، تتشابه مع الأرض ليس فقط في الحجم، ولكن أيضًا في النجم الأم الذي تدور حوله. وقال ماريو بيريز، عالم مهمة كيبلر: "مجموعة بيانات كيبلر هذه فريدة من نوعها، لأنها الوحيدة التي تحتوي على مجموعة من نظائرها من الأرض - الكواكب التي لها نفس حجم ومدار الأرض تقريبًا".
وأضافت سوزان طومسون، العالمة في مهمة كيبلر والباحثة الرئيسية: "هذا الكتالوج، الذي تم قياسه بعناية، هو الأساس للإجابة المباشرة على أحد الأسئلة الأكثر إلحاحًا في علم الفلك - كم عدد الكواكب المشابهة للأرض الموجودة في المجرة؟" على الفريق الذي أعد الكتالوج.
تم اكتشاف فجوة واضحة بين الكواكب الأرضية والكواكب الصغيرة نبتون
كما تم الإعلان في المؤتمر الصحفي الذي عقدته وكالة ناسا أمس، عن نتائج دراسة أخرى اعتمدت على بيانات كيبلر. البحث الجديد ووجد أن معظم الكواكب التي اكتشفها كيبلر تنقسم إلى نوعين بأحجام مختلفة - الكواكب الأرضية التي تشبه الأرض في الحجم، وتلك التي تكون أصغر قليلاً من الكوكب نبتون (وهو 4 أضعاف حجم الأرض). اكتشف كيبلر عددًا قليلاً جدًا من الكواكب في الفجوة بين المجموعتين.
وأوضح أندرو هوارد، أستاذ علم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (كالتك): "هذا تقسيم رئيسي جديد في شجرة العائلة الكوكبية، وهو مماثل في الأهمية لاكتشاف أن الثدييات والزواحف هي فروع منفصلة في شجرة الحياة". )، والباحث الرئيسي في الدراسة.
لقد عرف علماء الفلك حتى الآن، من خلال اكتشافات كيبلر وأرصاد أخرى، أن معظم الكواكب التي ليست عمالقة غازية مثل المشتري تتراوح أحجامها بين الأرض ونبتون. لكن الحجم الدقيق للكواكب "الأصغر" لم يكن معروفا، وواجه الباحثون صعوبة في تحديد كيفية توزيعها ضمن هذه الفجوة: كم عدد الكواكب التي كانت أشبه بنبتون، وكم منها أشبه بالأرض.
حاولت الدراسة الجديدة الإجابة على هذا السؤال من خلال تحديد الحجم الدقيق لحوالي 2,000 كوكب خارج المجموعة الشمسية اكتشفها كيبلر. استخدم فريق الباحثين من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، إلى جانب باحثين آخرين من جميع أنحاء الولايات المتحدة، ملاحظات متتالية لـ مرصد كيك في هاواي. ومن خلال قياس الحجم الدقيق للنجوم الأم للكواكب، تمكن الباحثون من تحديد حجمها بدقة أكبر 4 مرات من القياسات السابقة.
وبفضل القياسات الجديدة، لاحظ الباحثون وجود فجوة واضحة داخل مجموعة الكواكب الأصغر، وأنها تنقسم إلى مجموعتين متميزتين. المجموعة الأولى عبارة عن كواكب صخرية يصل قطرها إلى 1.75 قطر الأرض. ويتراوح حجم كواكب المجموعة الثانية من 2 إلى 3.5 مرة حجم الأرض. وقد أُطلق عليهم لقب "نبتون المصغر"، نظرًا لكونهم أصغر قليلًا من نبتون، الذي يبلغ حجمه حوالي 4 أضعاف حجم الأرض.
ويقدر الباحثون أن "كواكب نبتون الصغيرة" تتمتع أيضا بغلاف جوي كثيف وكبير من غاز الهيدروجين والهيليوم، مثل نبتون والكواكب الغازية العملاقة، لكن كتلتها ليست أكبر بكثير من كتلة الكواكب الأرضية. تعد هذه الكواكب الصغيرة من نبتون شائعة جدًا في الكون، على الرغم من عدم وجود كواكب معروفة في نظامنا الشمسي أكبر من الأرض وأصغر من نبتون. ومن الممكن أن يكون "الكوكب التاسع"، الذي تم اقتراح وجوده العام الماضيومناسبة لاعتبارها كذلك، لكن لم يتم تحديد مكانها بعد وتعتبر مجرد فرضية.
وقال إريك بيتيجورا، المؤلف المشارك للدراسة من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا: "في النظام الشمسي، لا توجد كواكب بحجم الأرض ونبتون". "واحدة من أكبر مفاجآت كيبلر هي أن كل كوكب تقريبًا لديه كوكب واحد على الأقل أكبر من الأرض ولكنه أصغر من نبتون. نريد حقًا أن نعرف كيف تبدو هذه الكواكب الغامضة، ولماذا لا نراها في نظامنا الشمسي".
وكما ذكرنا، فقد وجد الباحثون عددا قليلا جدا من الكواكب التي يقع حجمها في الفجوة بين المجموعتين، ولديهم تفسيران محتملان لهذه الظاهرة. أحد الاحتمالات هو أن معظم الكواكب تتشكل في البداية بحجم وكتلة مماثلين للأرض. بعضها، لسبب لا يزال غير واضح تمامًا للباحثين، يتراكم ما يكفي من الغاز أثناء تكوينها، "يقفز عبر الفجوة" ويصبح نبتونًا صغيرًا.
"باستثناء الهيدروجين والهيليوم، هناك قدر كبير من التأثير. لذلك، إذا قام الكوكب بتجميع الهيدروجين والهيليوم بنسبة 1% من كتلته، فهذا يكفي للقفز عبر الفجوة". "هذه الكواكب [نبتونات صغيرة]، تشبه الصخور التي تحيط بها بالونات كبيرة من الغاز. الهيدروجين والهيليوم الموجودان في البالونات لا يساهمان حقًا في كتلة النظام ككل، لكنهما يساهمان بشكل كبير في الحجم، ويجعلان الكواكب أكبر بكثير".
والاحتمال الثاني هو أن الكواكب التي تتشكل في الفجوة بين المجموعتين، لا تبقى على هذا النحو لفترة طويلة. ويفترض الباحثون أن مثل هذه الكواكب تفقد غازها عن طريق تآكلها بفعل إشعاع نجومها، وتتحول تدريجياً إلى كواكب أرضية.
"من غير المرجح أن يكون لدى الكوكب الكمية المناسبة من الغاز للوقوع في هذه الفجوة. والكواكب التي لديها ما يكفي من الغاز قد تفقد غلافها الجوي الرقيق. وأوضح هوارد أن كلا السيناريوهين ربما يسببان الاختلاف في أحجام الكواكب التي لاحظناها.
ومن المقرر أن يتم نشر مقال الباحثين قريبا في المجلة الفلكية، ولكن يمكن قراءتها من خلال موقع arxiv.
كيبلر هو مجرد البداية
وتعتمد اكتشافات كيبلر الجديدة، سواء الكواكب الـ 219 الجديدة أو الفجوة بين الكواكب الصخرية والكواكب الصغيرة نبتون، على بيانات من السنوات الأربع الأولى لكبلر، بين عامي 2009 و2013. خلال تلك الفترة، رصد التلسكوب بانتظام منطقة صغيرة جدًا من السماء، بكوكبة البجعة. وفي عام 2013 حدث عطل ميكانيكي فيها مما استدعى توقف المهمة الرئيسية. وتمكن مديرو المهمة من "إنقاذ" التلسكوب واستمروا في مهمة ثانوية عرفت باسم K2والتي تبحث أيضًا عن كواكب خارج المجموعة الشمسية.
لكن كيبلر، الذي كان أحد التلسكوبات الفضائية الأولى التي تم إطلاقها بهدف متعمد هو البحث عن الكواكب، هو مجرد البداية. وإلى جانب عمليات الرصد الأرضية التي تتزايد عاما بعد عام، سيتم إطلاقه إلى الفضاء في عام 2018 تلسكوب تيس الفضائي ناسا. سيكون TESS مشابهًا جدًا لـ Kepler وسيستخدم أيضًا طريقة الكسوف، لكنه سيراقب السماء بأكملها والنجوم الأكثر سطوعًا المشابهة لشمسنا. تلسكوب آخر لوكالة الفضاء الأوروبية اسمه خوفو ومن المقرر إطلاقه نهاية العام المقبل، متخليًا أيضًا عن الكواكب الأخرى.
وفي عام 2018 سيتم إطلاقها أيضًا تلسكوب جيمس ويب الفضائيوالذي سيكون بمثابة "خليفة" لتلسكوب هابل الفضائي القديم. سيكون ويب، الذي سيكون أكبر تلسكوب يتم إطلاقه في الفضاء على الإطلاق، قادرًا على تحليل التركيب الكيميائي للأغلفة الجوية للكواكب خارج المجموعة الشمسية. وبهذه الطريقة سيحاول الباحثون تحديد علامات النشاط البيولوجي على الكواكب البعيدة، كما يشير الأكسجين والميثان الموجودان في الغلاف الجوي للأرض إلى الحياة النابضة بالحياة الموجودة عليها. ويخطط علماء ناسا أيضًا لمهمات أكثر تقدمًا، تلك التي ستكون قادرة على إخفاء ضوء النجوم التي تدور حولها الكواكب، ومراقبتها مباشرة (مثل التلسكوب الفضائي WFIRS).
للمزيد حول هذا الموضوع على موقع العلوم:
- "إن التحسن التكنولوجي في مجال التحليل الطيفي جعل من الممكن حدوث موجة من اكتشافات الكواكب خارج النظام الشمسي"
- ناسا تعلن عن وجود 1,284 كوكبًا جديدًا خارج المجموعة الشمسية - وهو أكبر حصاد حتى الآن
- تم اكتشاف نظام مكون من سبعة كواكب شبيهة بالأرض، ثلاثة منها في المنطقة المناسبة لوجود الماء السائل
- الكواكب في معظمها - لا توجد حياة
- هل توجد حياة على الكوكب الأقرب بروكسيما سنتوري ب؟
