تم اكتشاف كوكب يدور حول شمس انتهت حياته منذ فترة طويلة في السلسلة الرئيسية

الاكتشاف الذي نشر اليوم في مجلة Nature من قبل مجموعة دولية يشاركه أيضًا البروفيسور إيليا ليبوفيتش من جامعة تل أبيب الذي يقول في مقابلة مع موقع هيدان: "إن النظام الشمسي المكتشف قد يلقي الضوء على مصير الكواكب في المجموعة الشمسية النظام بعد أن يتحول إلى عملاق أحمر

اكتشف كوكب جديد يدور حول النجم V391 Pgasi من قبل فريق من علماء الفلك من جميع أنحاء العالم، بما في ذلك البروفيسور إيليا ليبوفيتش من جامعة تل أبيب. هذا ما ذكرته مجلة نيتشر في مقال نشر في عدد 13 سبتمبر 2007. ورغم أنه تم بالفعل اكتشاف 250 كوكبا خارج المجموعة الشمسية، إلا أن هذا الكوكب فريد من نوعه لأنه يدور حول الشمس، وهي أقدم الكواكب المكتشفة. في الواقع، إنها شمس أنهت منذ فترة طويلة حياتها النشطة كنجمة في السلسلة الرئيسية، بل ومرت بمرحلة العملاق الأحمر منذ حوالي 300 مليون سنة، ثم انكمشت، ويبلغ قطرها اليوم حوالي الربع من قطر الشمس ولكن كتلتها تعادل كتلة الشمس. ووفقا للبروفيسور ليبوفيتش، فهو في طريقه ليصبح قزما أبيض.

ويبعد الكوكب الجديد وشمسه عنا نحو 4,500 سنة ضوئية. كتلة الكوكب تساوي 3 أضعاف كتلة المشتري. وطول سنتها، أي الزمن الذي تستغرقه في القيام بدورة واحدة حول شمسها، هو 1170 يوما (من الأرض)، أي حوالي 3.2 سنة. وبعده عن شمسه أكبر بـ 1.7 مرة من بعد الأرض عن شمسنا.

في جميع الميزات المذكورة أعلاه، لا يبرز الكوكب الجديد بشكل خاص في مجتمع الكواكب خارج النظام الشمسي المعروف لنا. ومع ذلك، إذا كان هناك أي سكان على هذا الكوكب (فرصة ذلك ضئيلة جدًا بالنظر إلى درجة الحرارة السائدة على سطحه والتي تبلغ حوالي 200 درجة) فسوف يرون شمسًا غريبة إلى حد ما. وتنبض هذه الشمس، أي أن شدة ضوءها ترتفع وتنخفض بمعدل 6 بالمئة، في دورة مدتها حوالي 22,000 دقائق. تتمتع هذه "الساعة" الموقوتة بدقة هائلة. ويتأخر ثانية واحدة كل 30 ألف سنة. ويبلغ نصف قطر هذه "الشمس" حوالي ربع نصف قطر شمسنا، ولونها أبيض مزرق لأن درجة الحرارة على سطحها تبلغ حوالي XNUMX ألف درجة. وللمقارنة، تبلغ درجة الحرارة على حافة شمسنا الصفراء حوالي ستة آلاف درجة.

تعتبر الشمس V391 Peg نجمًا من نوع مختلف عن شموس الكواكب الأخرى المعروفة، ومعظمها يشبه شمسنا تمامًا. تُسمى شمسنا بنجمة "السلسلة الرئيسية". وهو اسم حالة النجم خلال معظم حياته كنظام ينتج الطاقة النووية. لقد كانت شمسنا موجودة منذ حوالي 5 مليارات سنة في هذه الحالة، ويتبقى لها 5 مليارات سنة أخرى لتستمر فيها. وبعد ذلك ستتحول الشمس إلى "عملاق أحمر" خلال بضعة ملايين من السنين. سوف تنتفخ. سيزيد نصف قطرها بما يصل إلى 100 ضعف نصف قطرها الحالي مع تغيير لونها إلى اللون الأحمر. عند هذه النقطة سوف "تبتلع" الشمس كوكبي عطارد والزهرة. ولا شك أن التغيرات الجذرية في خصائص الشمس ستحدث أيضًا تغيرات جذرية في بنية وخصائص الأرض والكواكب الأخرى في النظام الشمسي.

ستنتهي أيضًا مرحلة "العملاق الأحمر" من حياة الشمس خلال عدة مئات الملايين من السنين. وبعد ذلك ستبدأ الشمس في الانكماش، وفي غضون بضع مئات الملايين من السنين الأخرى ستصبح قزمًا أبيض وسيكون حجمها مشابهًا لحجم الأرض.

جميع ميزات الشمس V391 Peg المذكورة أعلاه هي السمات الواضحة لنجم تجاوز مرحلة العملاق الأحمر من حياته وهو الآن في مرحلة الانكماش في طريقه ليصبح قزمًا أبيض. وتكمن أهمية اكتشاف الكوكب في أن هذا النظام هو الأول الذي يمكن من خلاله الدراسة بالملاحظة، وليس فقط بالنظرية، "مستقبلنا" البعيد، أي مصير الكواكب بعد عصر الأحمر. عملاق شمسهم، وهي بالفعل في شفق أيامها.

تم اكتشاف الكوكب V392 Peg b بمجهود دولي للعديد من المراصد، وساهم فيه علماء الفلك من جميع أنحاء العالم. عدد المؤلفين الذين وقعوا على المقال في مجلة Nature هو 23. ومن أهم المساهمات في الأرصاد الفلكية التي أدت إلى هذا الاكتشاف ما قدمته رابطة دولية لمراصد النجوم المعروفة باسم "تلسكوب الأرض الكاملة" (WET - الأرض الكاملة) التلسكوب) الذي يشارك فيه مرصد جامعة فايس تل أبيب. وهو عبارة عن تعاون بين علماء الفلك في مراصد منتشرة حول الأرض في جميع القارات تقريبًا. عدة مرات في السنة، يقوم جميع المشاركين بمراقبة وقياس إشعاع نجم معين، متفق عليه من قبل الجميع، في سلسلة من عدة ليال متتالية، طوال الليل. كان النجم V391 Peg أحد النجوم المستهدفين لهذه الشبكة. وبسبب تشتت التلسكوبات حول الأرض، ففي كل ساعة من ساعات النهار يوجد على الأقل تلسكوب واحد يكون وقته ليلاً، وبالتالي فإنه قادر على رصد النجم، بينما في المراصد الأخرى لا يسمح ضوء النهار لنفعل ذلك. إن جمع كل الملاحظات معًا في سلسلة واحدة طويلة من البيانات يتيح مراقبة دقيقة لنبضات النجم، والتي تستمر بشكل مستمر وبدون توقف لعدد كبير من الأيام. وكان هذا التتبع ضروريا للبحث الذي أدى إلى اكتشاف الكوكب، حيث تم الاكتشاف بناء على قياس دقيق لنبضه الشمسي. وهذا له ميزة أخرى حيث أن هذه التقنية تختلف عن الطريقة المستخدمة لاكتشاف جميع الكواكب الأخرى تقريبًا.

ومن بين الموقعين على المقال في مجلة Nature البروفيسور إيليا ليبوفيتز، من كلية الفيزياء وعلم الفلك بجامعة تل أبيب، وهو مشارك منتظم في مجموعة الأبحاث الدولية "تلسكوب الأرض كلها". ملاحظاته في مرصد الجامعة، بمساعدة عزرا مشعل، المدير الفني لمتسبيه وايز، وسامي بن جيجي، مدير موقع المرصد في متسبيه رامون، والمراقب جون دان، إلى جانب ملاحظات علماء الفلك الآخرين الذين يعملون بشكل مشترك على هذا المرصد. "التلسكوب" العالمي، جزء مهم من مجموعة البيانات التي أدت إلى اكتشاف الكوكب. كان ليبوفيتز أيضًا شريكًا لمؤلف المقال، البروفيسور روبرتو سيلفوتي من مرصد نابولي، في تحليل سلسلة البيانات لجميع الملاحظات وفي الإثبات الإحصائي للاكتشاف.

وردًا على سؤال الموقع العلمي حول كيفية نجاة الكوكب من مرحلة العملاق الأحمر للشمس، يقول البروفيسور ليبوفيتز: هذا أحد الأسباب التي تجعل هذا النظام موضع اهتمام المجتمع الفلكي. هناك حسابات تحاول فهم ما يحدث للكواكب عندما تنهي الشمس حياتها في التسلسل الرئيسي وتصبح عملاقًا أحمر. إنها حقيقة أن هذا الكوكب قد نجا، والسؤال هو ماذا حدث للكواكب الأخرى في نفس النظام. يريد الباحث الإيطالي الذي ينسق المشروع الآن إجراء ملاحظات متابعة للتحقق مما إذا كان هناك كوكب آخر في هذا النظام. وعلى أية حال، فإن مثل هذا البحث قد يستغرق سنوات.

ما رأيك في النظريات التي تقول إن الشمس سوف تبتلع الكواكب الداخلية بينما تنفجر الكواكب الخارجية من مداراتها وربما حتى خارج النظام الشمسي؟
"هناك قدر كبير من عدم اليقين في الحسابات من هذا النوع، فمن المحتمل أن تبتلع الشمس كوكبي هيما والزهرة، لكن ليس من الواضح على الإطلاق أنهما سيتم تدميرهما في قلبها. قد يستمرون في محاصرتها داخل الصدفة. هذه قذيفة رقيقة إلى حد ما. يعتمد السؤال عما يحدث لكوكب داخل قشرة العملاق الأحمر على عوامل كثيرة، من بينها كثافة طبقة الغلاف الجوي للعملاق الأحمر في مدار الكوكب، وبنيته، وغيرها. أما بالنسبة لمسألة ما إذا كانت الكواكب الأخرى ستغير مسارها، فمن المحتمل أن يكون هذا واضحًا، والسؤال هو ما مدى حجم هذا التغيير. في وضع مثل نظامنا الشمسي الآن، صحيح أنه لا يوجد فراغ مطلق، لأنه في جميع أنحاء النظام الشمسي يمكنك أن تشعر بجزيئات الرياح الشمسية، ولكن داخل الغلاف الجوي للعملاق الأحمر، يكون الاحتكاك أكبر بكثير ويجب أن تؤخذ بعين الاعتبار. من الممكن أن يعتمد مدى التغيرات المدارية، على الأقل في الكواكب الداخلية التي تدور بالفعل داخل الغلاف الجوي للعملاق الأحمر، على طول الفترة التي تكون فيها الشمس في حالة العملاق الأحمر. إذا كنا نتحدث عن عشرات الملايين من السنين، فمن المحتمل ألا يتغير المسار كثيرًا. إذا كان الأمر مئات الملايين من السنين، فمن المحتمل أن يكون التأثير أكبر. بالطبع يمكن حساب هذه الحالات، لكن الحسابات تعتمد على افتراضات معينة وبالتالي فإن أفضل شيء هو مراقبة النظام الشمسي في مراحل تطوره".

هل تم اكتشاف كواكب تدور حول عملاق أحمر؟
"ربما ليس بعد، لا. منذ سنوات قليلة انفجر نجم، وازدادت شدة ضوءه 100 مرة وربما حتى ألف مرة لبضعة أسابيع ثم تلاشى. كان هناك علماء يعتقدون أن الانفجار حدث بسبب ابتلاع شمس كوكب كبير، لكن النظرية الرائدة اليوم هي أنها حالة نادرة، ولكنها محتملة من الناحية النظرية لنجمين في نظام ثنائي يقتربان من بعضهما البعض ويندمجان في النهاية. هذه العملية تطلق الكثير من الطاقة."

أول نظام شمسي تم اكتشافه كان محاطًا بالفعل بنجم نابض، وهو أيضًا نجم أنهى حياته في السلسلة الرئيسية، فهل هذه حالة مشابهة؟
"الكواكب التي تدور حول نجم نابض أو نجم نيوتروني هي حالة خاصة. إن شدة انفجار النجم في نهاية حياته في التسلسل الرئيسي أقوى بعدة مرات من قوة انفجار الشمس العادية إلى عملاق أحمر. النجوم النابضة والنجوم النيوترونية هي بقايا انفجار سوبر نوفا، ووفقًا لجميع العمليات التي نعرفها، فمن غير المرجح أن تبقى الكواكب التي تدور حولها على قيد الحياة، لذلك من الممكن أن تكون النجوم النابضة المكتشفة التي تدور حولها قد تشكلت بعد انفجار السوبر نوفا، أو تم التقاطها بواسطة النظام عندما يكون النجم النيوتروني قد تشكل بالفعل. في الواقع، لدينا الآن أمثلة لكواكب تقع على سلسلة متعاقبة من الشموس في حالات مختلفة من التطور. والاكتشاف الحالي هو الأكثر تطرفا من حيث عمر الشمس والنظام الشمسي المحيط بها، ولهذا السبب هناك الكثير من الاهتمام به".