وتمكنت الملاحظات التي تم إجراؤها بواسطة تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا، وكذلك من خلال التلسكوبات الأرضية، من اكتشاف نظام شمسي يتكون من سبعة كواكب صخرية، مماثلة في الحجم للأرض. الكواكب قريبة جدًا من نجمها الأم، ولكن نظرًا لأن النجم صغير جدًا وأبرد بكثير من الشمس، فهي لا تتعرض لكمية هائلة من ضوء الشمس. وتقع ثلاثة من هذه الكواكب في "منطقة جلوس" النجم، حيث تتلقى كمية من الضوء تسمح، في ظل الظروف المناسبة، بوجود الماء السائل على السطح.
وتدور الكواكب السبعة المكتشفة حول النجم القزم TRAPPIST-1، الواقع في اتجاه كوكبة الدلو، ويبعد عنا حوالي 40 سنة ضوئية. حجمها يشبه إلى حد كبير حجم الأرض، وتشير كثافتها المقدرة إلى تكوين صخري. ثلاثة من السبعة فيمنطقة الجلوس من النجم - المسافة المناسبة التي تسمح فيها درجة الحرارة المقدرة بوجود الماء السائل بشكل مستقر. وهذا هو أكبر اكتشاف حتى الآن، حول نجم واحد، لكواكب قد تحتوي على ماء سائل - وهو الشرط الأساسي للحياة كما نعرفها.
الكواكب المكتشفة قريبة جدًا من نجمها الأم. يتم ترقيمها أبجديًا وفقًا لبعدها عن النجمة الأم - b، c، d، e، f، g، h. أقرب كوكب، ب، يبعد عن النجم 1.5 مليون كيلومتر فقط، أي حوالي 1% من بعد الأرض عن الشمس. نظرًا لقربها من النجم، فإن فترة مدارها أقصر بكثير من فترة مدار الأرض - حيث تتراوح من 1.5 يومًا لأقرب كوكب b و12 يومًا للكوكب السادس الذي يبعد عنه g. الكوكب السابع، h، تمت ملاحظته مرة واحدة فقط، وبالتالي فإن البيانات المتعلقة به غير حاسمة، لكنه يدور حول TRAPPIST-1 على الأرجح كل 20 يومًا تقريبًا.
وعلى الرغم من قربها الشديد من نجمها، فإن الكواكب المكتشفة لا تتعرض لكمية هائلة من الضوء، وذلك لأن ترابيست-1 صغير وأقل كتلة بكثير من الشمس، وبالتالي أكثر برودة أيضًا. بكتلته 8% فقط من كتلة الشمس ونصف قطرها 11%، ويعتبر "قزم شديد البرودة"، وهو الأكثر برودة أيضًا مقارنة بالنجوم الأخرى في عائلة القزم الأحمر، وهي نجوم أصغر وأبرد من الشمس والتي تشكل معظم النجوم في الكون.
وقال: "إن عجائب ترابيست-1 السبع هي أول كواكب شبيهة بالأرض يتم اكتشافها وتدور حول نجم من هذا النوع". في رسالة من وكالة ناسا مايكل جيلون من جامعة لييج في بلجيكا والمؤلف الرئيسي للدراسة التي توصلت لنتائجها قد نشرت أمس في مجلة الطبيعة. "كما أنه أفضل هدف حتى الآن لدراسة الأجواء في عوالم شبيهة بالأرض والتي قد تسمح بوجود الحياة."
من المحتمل أن الكواكب الداخلية للنظام، b وc، تتلقى قدرًا كبيرًا من الضوء للسماح بوجود الماء السائل على أسطحها، بينما يتلقى الكوكبان الخارجيان، g وh، القليل جدًا من الضوء. ومن ناحية أخرى، يقال إن الكواكب الداخلية e وd وf تقع في المكان المثالي للمياه السائلة.
تمت تسمية TRAPPIST-1 على اسم استطلاع البحث عن الكواكب راهبالذي يستخدم تلسكوبين صغيرين في المغرب وتشيلي للبحث عن كواكب خارج المجموعة الشمسية. وفي عام 2016، قام فريق من الباحثين من المشروع بقيادة الباحث ميشيل جيلون، أعلن أنه عثر على ثلاثة كواكب شبيهة بالأرض حوله. ومع ذلك، وبما أن البيانات المتعلقة بالكوكب الثالث لم تكن مرضية للباحثين، فقد قرروا إجراء المزيد من الملاحظات حول هذا النظام الشمسي. وقد ساعدهم عدد كبير من التلسكوبات الموجودة على الأرض، بما في ذلك "التلسكوب الكبير جدًا" (VLT) في صحراء أتاكاما في تشيلي والتلسكوبات الصغيرة نسبيًا، الموجودة في تشيلي والمغرب، التابعة لمشروع TRAPPIST. لكن معظم البيانات التي جعلت هذا الاكتشاف الجديد ممكنا تم توفيرها من قبل تلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا، والذي رصد هذا النظام الشمسي الرائع لمدة 20 يوما متتالية.
تم إطلاق تلسكوب سبيتزر الفضائي في عام 2003 لإجراء عمليات رصد في منطقة الأشعة تحت الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي. على الرغم من نفاد مادة التبريد التي تسمح له بإجراء قياسات دقيقة للغاية في نطاق الأشعة تحت الحمراء منذ عام 2009، إلا أنه لا يزال نشطًا ومكيفًا خصيصًا لرصد النجوم مثل TRAPPIST-1، والذي بسبب درجة حرارته الباردة نسبيًا ، تشع بشكل رئيسي في نطاق الأشعة تحت الحمراء.
ومن الملاحظات الجديدة التي تم إجراؤها، استبعد الباحثون وجود ذلك الكوكب الثالث الذي عثر عليه في الاكتشاف السابق من عام 2016، لكنهم عثروا بدلا من ذلك على خمسة كواكب أخرى، ليصل عدد الكواكب في نظام الكواكب إلى سبعة.
تم اكتشاف الكواكب بشكل غير مباشر من خلال “طريقة الخسوف"، حيث يتم قياس سطوع النجم بدقة لفترة طويلة من الزمن. يتم الاستدلال على وجود الكواكب من خلال رصد الانخفاضات الصغيرة والدورية في سطوع النجم، والتي تشير إلى تحرك جسم ما – الكوكب – بين النجم والراصد، ويتسبب في إخفاء جزء من ضوء النجم.
وباستخدام الكسوف الدوري الذي تحدثه الكواكب، تمكن الباحثون من تحديد بعدها ونصف قطرها - حجم خمسة منها يشبه حجم الأرض، واثنان أصغر منها قليلاً.
وتمكن الباحثون من تحديد كتلة الكواكب عن طريق قياس الاضطرابات الصغيرة في توقيت حدوث الخسوف، والتي تنتج عن تفاعلات الجاذبية للكواكب مع بعضها البعض (وهي طريقة تعرف باسم اختلاف توقيت العبور). وباستخدام نصف القطر والكتلة، تمكن الباحثون أيضًا من تحديد كثافتها، وبالتالي التعرف على تركيبتها الصخرية. تم قياس كثافة أحد الكواكب، f (الموجود في منطقة حشيف)، بدقة كافية لاستنتاج أنه يحتوي أيضًا على كمية كبيرة من بعض المواد المتطايرة، والتي يمكن أن تكون الماء.
والكواكب المكتشفة قريبة جدًا من بعضها البعض، وبحسب وكالة ناسا فإن من يقف على أحدها سيتمكن من رؤية الكواكب الأخرى تتحرك بسرعة عبر السماء. بل إن بعضها سيبدو أكبر من قمرنا، وسيكون من الممكن تمييز حتى تفاصيل جيولوجية معينة عنها.
في الواقع، وفقًا للباحثين، فإن النظام الكوكبي لـ TRAPPIST-1 يشبه إلى حد ما النظام القمري لكوكب المشتري، الذي يمتلك أربعة أقمار كبيرة. أقمار الجليل. وعلى الرغم من أن كتلة النجم القزم تبلغ 83 كتلة كوكب المشتري، إلا أنه يشبه كوكب المشتري إلى حد كبير في الحجم، ولا تختلف مدارات الكواكب كثيرًا عن مدارات أقمار المشتري. الباحثون محدد وأيضًا لأن نسبة كتلة ترابيست-1 والكواكب الستة الأقرب في نظامه هي نفس نسبة كتلة كوكب المشتري وأقماره الأربعة الكبرى (~0.02%). ومن هذا المنطلق، يثير الباحثون احتمال أن تكون الكواكب المكتشفة قد تشكلت بطريقة تذكرنا بالتكوين المفترض لأقمار المشتري - بعيدا عن موقعها الحالي القريب جدا من النجم، وأنها هاجرت فيما بعد نحو الداخل.
وقال رئيس وكالة الفضاء الإسرائيلية البروفيسور إيتسيك بن إسرائيل ردا على نشر النتائج: "إن الاكتشاف يدعم الفرضية القائلة بأن عدد الكواكب في الكون التي تتمتع بظروف تسمح بالحياة كبير وهائل، لذا أن فرصة وجود حياة خارج حياتنا ليست صغيرة على الإطلاق كما كان يعتقد في السابق منذ سنوات قليلة".
على الرغم من الاكتشاف الرائع الذي يوضح مدى انتشار الكواكب مثل الأرض في جميع أنحاء الكون، يجب أن نتذكر أنه لا يزال هناك الكثير مخفيًا فوق المرئي. أحد الأسئلة الرئيسية هو ما إذا كان لديهم جو وما هو تكوينهم. ولاحظ الباحثون أن كمية الضوء التي تستقبلها الكواكب الثلاثة في منطقة الجلوس تشبه إلى حد كبير كمية الضوء التي تستقبلها الكواكب الداخلية في نظامنا الشمسي - الكوكب د على مسافة حيث يستقبل نفس كمية الضوء يستقبل كوكب الزهرة نفس كمية الضوء التي تتلقاها الأرض، ويستقبل f نفس كمية الضوء التي يستقبلها المريخ. وفي نظامنا الشمسي، كما نعلم، تتمتع الأرض فقط بجو مثالي مع ظاهرة الاحتباس الحراري المعتدلة، مما يسمح بوجود الماء السائل على السطح.
بالإضافة إلى ذلك، من السهل اكتشاف الكواكب الشبيهة بالأرض حول الأقزام الحمراء باستخدام تكنولوجيا اليوم، وذلك بسبب الضوء الضعيف نسبيًا للأقزام الحمراء، لكنها قد تكون مشكلة بالنسبة لاستدامة الحياة. في شبابها، تكون الأقزام الحمراء نشطة للغاية، وتحدث فيها العديد من التوهجات الشمسية. الكواكب، وخاصة الكواكب التي تم اكتشافها حتى الآن والقريبة جدًا من نجمها، تتعرض في مثل هذه الحالة لكمية كبيرة جدًا من الأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية. وفقا لدراسة نشرت مؤخرا ووفقا لباحثين من وكالة ناسا، فإن الكواكب المعرضة لمثل هذه الإشعاعات ستفقد احتياطياتها من المياه خلال عشرات أو مئات الملايين من السنين، وهي فترة قصيرة نسبيا من الناحية الفلكية.
مشكلة أخرى تواجهها الكواكب القزمة الحمراء هي "قفل الجاذبية"، حيث تواجه دائمًا نفس الجانب من نجمها، على غرار الطريقة التي يواجه بها القمر دائمًا نفس الجانب من الأرض. نظرًا لقرب الكواكب من TRAPPIST-1، يقدر الباحثون أنها ستكون جميعها في حالة قفل الجاذبية. وفي مثل هذه الحالة، إذا لم يكن هناك غلاف جوي، فسيكون هناك اختلافات كبيرة في درجات الحرارة بين جانبي الكوكب، حيث يكون أحدهما جليديًا والآخر حارًا. إذا كان هناك جو فإنه يمكن أن يخفف من هذه الاختلافات.
ويأمل الباحثون أن تكشف عمليات الرصد الإضافية المزيد من التفاصيل حول الكواكب، وتقيس قدرتها على دعم الماء السائل على السطح. وقال الباحث ميشيل جيلون إنه تم بالفعل إجراء ملاحظات إضافية بواسطة تلسكوب سبيتزر الفضائي، وستساعد البيانات المدارية والفيزيائية الدقيقة للكواكب.
انضم التلسكوبان الفضائيان هابل وكيبلر أيضًا إلى الجهود المبذولة لدراسة النظام المكتشف. كيبلر، الذي تم إرساله إلى الفضاء خصيصا لقياس سطوع النجوم، للبحث عن الكواكب من حولها، سيجعل من الممكن تحديد الخصائص المدارية للكواكب بشكل أكثر دقة، وربما اكتشاف المزيد من الكواكب. تلسكوب هابل الفضائي تم إجراؤها مؤخرًا مراقبة النظام، مما مكن من تحديد أن كوكبيه الأعمق لا يحتويان على غلاف جوي كثيف من الهيليوم، كما هو الحال مع العمالقة الغازية، مما يعزز الفرضية القائلة بأنهما كواكب صخرية مثل الأرض.
كما ستمكن عمليات الرصد التي ستجريها التلسكوبات المستقبلية من دراسة تكوين الغلاف الجوي للكواكب. سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي، الذي تخطط ناسا لإطلاقه العام المقبل، يتمتع بحساسية عالية لدرجة أنه سيكون قادرًا على اكتشاف التوقيعات الكيميائية للماء والميثان والأكسجين والأوزون والمكونات الأخرى في الغلاف الجوي للكواكب. ومن المقرر أيضًا عمليات رصد إضافية باستخدام "التلسكوب الأوروبي الكبير للغاية" (تلسكوب أوروبي كبير للغاية) الذي يتم بناؤه حاليًا في صحراء أتاكاما في تشيلي، ومن المتوقع أن يبدأ تشغيله في عام 2024. ومع مرآة أساسية قياس 39 مترًا، سيوفر التلسكوب صورًا أكثر وضوحًا 16 مرة من تلك التي يقدمها تلسكوب هابل الفضائي.
للمزيد حول هذا الموضوع على موقع العلوم:
- تم اكتشاف كوكب أرضي حول بروكسيما سنتوري، أقرب نجم إلى النظام الشمسي
- هل توجد حياة على الكوكب الأقرب بروكسيما سنتوري ب؟
- الحياة عند التماس بين الجانب المشرق والجانب المظلم: سيكون تلسكوب جيمس ويب الفضائي قادرًا على فحص تكوين الغلاف الجوي لكوكب بروكسيما سنتوري ب
- البحث عن أرض ثانية
- ناسا تعلن عن وجود 1,284 كوكبًا جديدًا خارج المجموعة الشمسية - وهو أكبر حصاد حتى الآن
تعليقات 6
واو، واو، واو، واو،
لاحظ أنه في الماضي كان من المعروف أن النجم ربما لديه ثلاثة كواكب والآن من المعروف أن هناك سبعة. ربما هناك نجوم أخرى يبدو لنا أنها تمتلك نجمة أو نجمتين وفي الواقع لديها أكثر؟ هل تجعلنا أساليبنا نفتقد عد الكواكب؟ ومع ذلك، قد يشير هذا الاكتشاف إلى أن هناك كواكب أكثر مما نعتقد حاليًا (وهو متوسط كوكب واحد لكل نجم).
والشيء الآخر الذي يمكن تعلمه من الاكتشاف هو انتشار الكواكب الأرضية. على حد فهمي في الوقت الحالي، التقدير هو أن هناك حوالي 10 مليار كوكب أرضي في مجرتنا وحدها، والآن نفتقر إلى الرقم الذي يحدد عدد الكواكب الشبيهة بـ DH التي لها غلاف جوي، حتى نتمكن من المضي خطوة واحدة أبعد وأغلق متغيرًا آخر في معادلة دريك لفرص الحياة خارج كوكب الأرض.
والحقيقة المثيرة للاهتمام التي يتم ذكرها هنا هي أن فرص وجود غلاف جوي حول النجوم القزمة الحمراء تكون أقل لأن الإشعاع الموجود فيها في السنوات الأولى مرتفع ويسبب تآكل الغلاف الجوي. والسؤال هل هناك ظروف في أحد النجوم بحيث يتشكل الغلاف الجوي في مرحلة لاحقة عما كانت عليه في عام 2011؟ وماذا عن النجم المائي؟ ما هو تأثير الإشعاع على نجم البحر؟ هل ستكون الحياة في أعماق المحيطات محمية من أضرار الإشعاع؟
شكرًا لتعليقاتك إليساف، هل تعرف المدة التي تستغرقها المعالجة
جميع البيانات حتى إنتاج العناوين ذات الاحتمالية العالية في مقالتك؟
في عام 2009، استنفدت مادة التبريد لدى التلسكوب الفضائي سبيتزر، مما سمح له بالوصول إلى درجات حرارة منخفضة جدًا تبلغ حوالي 5 كلفن فقط، ولكن حتى بدون مادة التبريد فهو قادر على إجراء التبريد السلبي (من خلال الحماية من أشعة الشمس) مما يجعله يصل إلى درجة حرارة منخفضة. درجات حرارة حوالي 30 كلفن. وهو أقل مثالية لرصدات الأشعة تحت الحمراء، لكنه لا يزال نشطًا في طولين موجيين محددين من الأشعة تحت الحمراء، في مهمة تُعرف باسم مهمة سبيتزر الدافئة. انظر على سبيل المثال الفقرة الأخيرة في هذه الصفحة: http://www.spitzer.caltech.edu/mission/32-Mission-Overview
فيما يتعلق بكوكب المشتري، أولاً، ليس من المؤكد على الإطلاق أن له نواة صخرية، وهذا هو بالضبط هدف مهمة المركبة الفضائية جونو التي تدور حاليًا حوله. على أية حال، لا يرتبط الأمر حقًا بالحالة الحالية، لأن الكثافة المقاسة عامة وتظهر تركيبة صخرية وغير غازية في الغالب. بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت الكواكب عمالقة غازية، فيجب أن يكون نصف قطرها أكبر بكثير من نصف قطرها المقاس.
كما قدمت أيضًا رابطًا في المقالة لدراسة ملاحظات هابل للكواكب الداخلية في نظام Trappist-1 والتي استبعدت احتمال وجود جو كثيف من الهيليوم (وفي هذه الحالة ربما يكونان أكثر شبهاً بنبتون أو أورانوس): https://www.nasa.gov/press-release/nasa-s-hubble-telescope-makes-first-atmospheric-study-of-earth-sized-exoplanets
أما بالنسبة للمياه، فلم يتم العثور عليها بشكل مباشر، ويذكر البحث نفسه فقط أن الكثافة على الكوكب f دقيقة بما يكفي لاستنتاج أنه غني بالمواد المتطايرة، والتي يمكن أن تكون ماء، ولكن ليس بالضرورة. لكن الماء مادة شائعة جدًا في الكون، لذلك لن يكون شيئًا غير عادي...
بخصوص التعليق الأخير - لست متأكدًا تمامًا مما تتحدث عنه، فربما لا علاقة له حقًا - لأن مدة مدار الكواكب التي تم اكتشافها قصيرة جدًا، أيام قليلة فقط، دورة التعتيم تتم قراءة ضوء النجوم بتردد عالٍ، لذلك من الأسهل بكثير تحديد موقعها باستخدام طريقة الكسوف، على عكس كوكب مثل الأرض، على سبيل المثال، الذي سيحدث مثل هذا الكسوف مرة واحدة في السنة. وفي الدراسة الحالية، أجرى سبيتزر مراقبة متواصلة للنظام لمدة 20 يومًا، كما تم إجراء ملاحظات أخرى أقصر من الأرض.
ربما تتحدث عن التلسكوب الفضائي كيبلر الذي كان قبل فشله يرصد منطقة ثابتة من السماء بشكل متواصل منذ نحو 4 سنوات (وهو بالمناسبة لا يزال نشطا أيضا، لكنه لم يعد يؤدي مهمته الأساسية) ).
على ما أفهم، تم إغلاق تلسكوب سبيتزر منذ عام 2009
ويجب أن نتذكر أن كوكب المشتري وزحل لهما أيضًا نواة صخرية
أن الماء يمكن أن يكون غاز الميثان السائل
وقد استغرقت أجهزة الكمبيوتر العملاقة ما لا يقل عن 8 سنوات لمقارنة البيانات من جميع الهواتف الموجودة هناك، وهذا وقت طويل.صححوني إذا كنت مخطئًا.
قبل الحديث عن الشعب الأخضر الصغير، يجدر شرح معنى مسافة 40 سنة ضوئية.
ومن المستحسن أن نذكر حقيقة أن أسرع مركبة فضائية ممكنة اليوم، على سبيل المثال، ستستغرق حوالي 200-100 ألف سنة لتقطع هذه المسافة...