ولاية بنسلفانيا
يصور الرسم التوضيحي للفنان المنظر المحتمل لكوكب تجاه نجمه المضيف منخفض الكتلة. من المحتمل أن يكون للكوكب، المعروف باسم LHS 3154b، بنية تشبه نبتون.
قم بالتسجيل في النشرة الإخبارية للعلوم Wonder Theory على قناة CNN. استكشف الكون بأخبار حول الاكتشافات الرائعة والإنجازات العلمية والمزيد.
سي إن إن
—
بعد اكتشاف كوكب خارج المجموعة الشمسية لا ينبغي أن يكون موجودًا من الناحية الفنية، بدأ علماء الفلك في التشكيك في نظريات تكوين الكواكب.
تم اكتشاف كوكب كتلته كتلة نبتون وتعادل كتلة الأرض 13 مرة، ويدور حول نجم قزم من النوع M فائق البرودة يسمى LHS 3154، وهو أقل كتلة بتسع مرات من شمسنا. النجم القزم M هو أصغر وأروع نوع من النجوم.
ويدور الكوكب – LHS 3154b – حول النجم بشكل قريب، ويكمل مداره كل 3.7 يوم أرضي، مما يجعله أكبر كوكب معروف في مدار قريب حول أحد أروع النجوم منخفضة الكتلة في الكون. ونشرت الدراسة يوم الخميس في المجلة علوم. وهذا يرفع من مستوى فهم العلماء لتكوين أنظمة الكواكب.
ولاية بنسلفانيا
يقارن هذا الرسم حجم شمسنا والأرض بالنجم الأصغر والأكثر برودة LHS 3154 ومسباره المداري LHS 3154b.
وقال أستاذ علم الفلك والفيزياء الفلكية في ولاية بنسلفانيا فيرن إم. وقال فيلامان في بيان. “لم نكن نتوقع وجود مثل هذا الكوكب الضخم حول نجم منخفض الكتلة.”
تتشكل النجوم ومن السحب الكبيرة من الغاز والغبار، تشكل المواد المتبقية قرصًا حول النجم، حيث تولد الكواكب لاحقًا. تحدد كمية المواد الموجودة في الأقراص المحيطة بالنجوم حجم الكواكب التي تتشكل حولها. وتعتمد مادة القرص إلى حد كبير على كتلة النجم.
على سبيل المثال، النجوم القزمة الصغيرة من النوع M هي أكثر شيوعًا في جميع أنحاء مجرة درب التبانة، وعادةً ما تدور حولها كواكب صخرية صغيرة بدلاً من الكواكب الغازية العملاقة.
وقال ماهاديفان: “من غير المتوقع أن يكون للقرص المكون للكوكب حول النجم منخفض الكتلة LHS 3154 كتلة صلبة كافية لتشكيل كوكب”. “لكنه موجود، لذا علينا الآن إعادة التفكير في فهمنا لكيفية تشكل الكواكب والنجوم.”
ويدور الكوكب حول نجم يبعد حوالي 51 سنة ضوئية عن الشمس، وتم اكتشافه باستخدام أداة البحث عن الكواكب في المنطقة الصالحة للسكن، أو HPF، المثبتة على تلسكوب Hobby-Eberly في مرصد ماكدونالد في تكساس.
قام فريق من العلماء بقيادة ماهاديفان بتطوير HPF، المصمم لاكتشاف الكواكب التي تدور داخل المنطقة الصالحة للسكن للنجوم الصغيرة والباردة. المنطقة الصالحة للسكن هي المسافة الدقيقة من النجم حيث يكون الكوكب دافئًا بدرجة كافية لدعم وجود الماء السائل على سطحه ودعم الحياة.
ونظرًا لأن النجوم الأصغر حجمًا تتمتع بدرجات حرارة سطحية أقل، فيمكن للكواكب أن تدور حولها بشكل أقرب مع الحفاظ على العناصر الهشة مثل الماء على أسطحها. عندما تدور الكواكب حول نجومها بشكل قريب، فإن قوة الجاذبية بين الجسمين تخلق تمايلًا ملحوظًا يمكن لـ HPF اكتشافه في ضوء الأشعة تحت الحمراء.
قال ماهاديفا: “فكر في الأمر وكأن النجم هو النار. كلما كانت النار أكثر برودة، كلما اقتربت من النار. وينطبق الشيء نفسه على الكواكب. إذا كان النجم باردًا، فيجب أن يكون الكوكب قريبًا من النجم حتى يكون ساخنًا بدرجة كافية لاحتواء الماء السائل. إذا كان لدى الكوكب مدار كافٍ حول نجمه فائق البرودة، فيمكن رؤيته وهو يسحب من قبل الكوكب من خلال اكتشاف تغير طفيف جدًا في طيف النجم أو لون الضوء.
بناءً على النمذجة والتحليل، يعتقد فريق البحث أن الكوكب له نواة ثقيلة، الأمر الذي سيتطلب المزيد من المواد الصلبة للبقاء في القرص المكون للكوكب مقارنة بما هو موجود حول النجم، كما تقول ميغان ديلامار، طالبة دراسات عليا في علم الفلك. في ولاية بنسلفانيا.
ويقدر الباحثون أن كمية الغبار الموجودة في القرص يجب أن تكون أكبر بعشر مرات على الأقل من تلك الموجودة عادة في الأقراص المحيطة بالنجوم منخفضة الكتلة.
وقال ديلامار في بيان: “نظرياتنا الحالية حول تكوين الكواكب تواجه صعوبة في تفسير ما نراه”. “استنادًا إلى العمل البحثي الحالي باستخدام HPF وأدوات أخرى، فإن جسمًا مثل ذلك الذي وجدناه نادر للغاية، لذلك من المثير جدًا العثور عليه.”
تم العثور على عدد قليل من الكواكب الضخمة التي تدور حول نجوم منخفضة الكتلة تم اكتشاف الكوكب GJ 3512 b في عام 2019لكن فتراتها المدارية أطول بكثير، ولا تدور الكواكب حول نجومها بشكل وثيق.
وقال ماهاديفان: “يوفر اكتشافنا حالة اختبار جدية لجميع نظريات تكوين الكواكب الموجودة”. “وهذا ما أنشأ HPF لمعرفة كيف تشكل النجوم الأكثر شيوعًا في مجرتنا الكواكب – والعثور على تلك الكواكب.”