كشف علماء الفلك عن أول نموذج ثلاثي الأبعاد لكوكب يدور حول نظام ثنائي

رسم توضيحي لكوكب خارج المجموعة الشمسية ، والنجم الذي يدور حوله ، والرفيق الثنائي في المسافة. (صوفيا داجنيلو / NRAO / AUI / NSF)

حتي اليوم، 5084 كوكب خارج المجموعة الشمسية تم تأكيدها في 3811 نظامًا كوكبيًا ، بينما ينتظر 8912 مرشحًا آخر التأكيد.

زودت هذه الاكتشافات علماء الفلك بأخذ عينات تفصيلية لأنواع الكواكب الموجودة في كوننا ، بدءًا من عمالقة الغاز التي يبلغ حجمها عدة أضعاف حجم الكواكب. كوكب المشتري إلى أجسام صخرية أصغر مثل الأرض.

حتى الآن ، تم اكتشاف الغالبية العظمى من هؤلاء باستخدام طرق غير مباشرة - مثل طريقة العبور (قياس الضوء العابر) و طريقة السرعة الشعاعية (مطيافية دوبلر) - بينما تم الكشف عن الباقي باستخدام وسائل أخرى مختلفة.

في دراسة حديثة ، استخدم فريق دولي من علماء الفلك مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) صفيف خط الأساس طويل جدًا (VLBA) لاكتشاف كوكب يشبه المشتري يدور في نظام ثنائي (GJ 896AB) يقع على بعد حوالي 20 سنة ضوئية من الأرض.

انطباع الفنان عن نجم صغير (برتقالي) ، يدور حول كوكب يشبه المشتري (أزرق) ، وبنجم مصاحب أبعد (أحمر). (صوفيا داجنيلو ، NRAO / AUI / NSF)

باستخدام طريقة تُعرف باسم Astrometry ، تمكن الفريق من اكتشاف هذا الكوكب من خلال 'التذبذب' الذي يصنعه أثناء دورانه حول النجمين الأكبر في النظام. علاوة على ذلك ، سمحت هذه الطريقة للفريق بإنشاء الأول العمارة ثلاثية الأبعاد لنظام ثنائي وكوكب يدور حول أحد نجومه.

قاد فريق البحث سلفادور كورييل راميريز ، الباحث في معهد علم الفلك في جامعة المكسيك الوطنية المستقلة (يونام). وانضم إليه زملاء من UNAM وباحثون مع معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي (MPIFR) و المرصد الوطني لعلم الفلك الراديوي (NRAO).

الورقة التي تصف بحثهم بعنوان ' العمارة المدارية ثلاثية الأبعاد لنظام ثنائي قزم ورفيقه الكوكبي ، تم نشره في 1 سبتمبر في المجلة الفلكية .

النظام قيد الدراسة ، GJ 896AB ، يتكون من نجمين قزم أحمر يدوران حول بعضهما البعض. أكبر من الاثنين ، الذي يدور حول كوكب خارج المجموعة الشمسية الشبيه بالمشتري (GJ 896 Ab) ، تبلغ كتلته 44 بالمائة تقريبًا مثل شمسنا ، في حين أن الكتلة الأصغر تبلغ حوالي 17 بالمائة.

تفصل بينهما مسافة قريبة من المسافة بين نبتون والشمس (حوالي 30 وحدة فلكية) ولها فترة مدارية تبلغ 229 عامًا. كما أوضح كورييل في NRAO خبر صحفى ، لا يمكن تحقيق الخرائط ثلاثية الأبعاد التي قاموا بها باستخدام طرق اكتشاف الكواكب الخارجية الأخرى.

وقال: 'نظرًا لأن معظم النجوم في أنظمة ثنائية أو متعددة ، فإن القدرة على فهم أنظمة مثل هذا النظام ستساعدنا على فهم تكوين الكواكب بشكل عام'.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن النجوم من النوع M (القزم الأحمر) هي الأكثر شيوعًا في الكون ، حيث تمثل حوالي 75 بالمائة من النجوم في مجرة ​​درب التبانة وحدها.

يمكن أن تظل هذه النجوم ذات الكتلة المنخفضة والباهتة في مرحلة تسلسلها الرئيسي لمدة تصل إلى 10 تريليون سنة وهي جديرة بالملاحظة لدعم الكواكب الصخرية الأصغر - مثل بروكسيما ب ود ونظام الكواكب السبعة TRAPPIST-1 .

في دراستهم ، قام كورييل وزملاؤه بدمج بيانات VLBA التي تم الحصول عليها بين عامي 2006 و 2011 (والبيانات الجديدة التي تم الحصول عليها في عام 2020) مع الملاحظات التي تم إجراؤها على النظام بين عامي 1941 و 2017.

أنتجت الدقة التي قدمتها تلسكوبات VLBA العشرة عبر الولايات المتحدة قياسات دقيقة للغاية لمواقع النجوم بمرور الوقت.

ثم أجروا تحليلاً شاملاً للبيانات التي كشفت عن الحركات المدارية للنجوم وحركاتها المشتركة عبر الفضاء. تُعرف هذه العملية ، حيث يتم قياس موضع النجوم وحركتها المناسبة ، باسم قياس النجوم.

أظهر تقييمهم المفصل لحركة النجم الأكبر تذبذبًا طفيفًا ناتجًا عن تأثير الجاذبية على النجم ، مما كشف عن وجود كوكب يدور حوله. بناءً على مستوى تأثير الجاذبية ، حسب الفريق أن هذا الكوكب هو عملاق غازي ، تقريبًا ضعف كتلة كوكب المشتري.

قرروا أيضًا أنه يدور حول نجمه الأم على مسافة أقل بقليل من تلك كوكب الزهرة 'من الشمس ، لها فترة مدارية تبلغ 284 يومًا ، ويتم تضمينها تقريبًا 148 درجة من مداري النجمين.

قالت المؤلفة المشاركة جيزيلا أورتيز ليون ، الباحثة في UNAM و MPIA: 'هذا يعني أن الكوكب يتحرك حول النجم الرئيسي في الاتجاه المعاكس للنجم الثانوي حول النجم الرئيسي'.

هذه هي المرة الأولى التي يُلاحظ فيها مثل هذا الهيكل الديناميكي في كوكب مرتبط بنظام ثنائي مضغوط يُفترض أنه تم تشكيله في نفس قرص الكواكب الأولية.

ستكون تقنية القياس الفلكي أداة قيمة لتوصيف المزيد من أنظمة الكواكب ، والتي ستستفيد من المراصد مثل المخطط لها مصفوفة كبيرة جدًا من الجيل التالي (ngVLA).

ستتألف هذه الشبكة الضخمة من 244 طبقًا بطول 18 مترًا (59 قدمًا) موزعة على مسافة 8،860 كيلومترًا (5،505 ميلاً) ، مع مجموعة إضافية قصيرة التباعد من 19 طبقًا بطول 6 أمتار (20 قدمًا) في قلب التلسكوب.

ستسمح الحساسية المحسّنة لعلماء الفلك باكتشاف الكواكب الصخرية الأصغر التي تدور بالقرب من نجومهم - حيث من المرجح أن تتواجد الكواكب الشبيهة بالأرض. سعيد المؤلف المشارك جويل سانشيز بيرموديز من UNAM:

يمكن أن تساعدنا الدراسات التفصيلية الإضافية لهذا والأنظمة المماثلة في اكتساب رؤى مهمة حول كيفية تشكل الكواكب في الأنظمة الثنائية. هناك نظريات بديلة لآلية التشكيل ، ويمكن أن تشير المزيد من البيانات إلى أيهما أكثر ترجيحًا.

على وجه الخصوص ، تشير النماذج الحالية إلى أن مثل هذا الكوكب الكبير من غير المرجح أن يكون رفيقًا لمثل هذا النجم الصغير ، لذلك ربما تحتاج هذه النماذج إلى التعديل.

تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة الكون اليوم . إقرأ ال المقالة الأصلية .

من نحن

نشر حقائق تقارير مستقلة ومثبتة عن الصحة والفضاء والطبيعة والتكنولوجيا والبيئة.