تقنية

علماء الفلك في حيرة من أمرهم من “الكوكب الذي لا ينبغي أن يكون موجودًا”


يعد البحث عن الكواكب خارج نظامنا الشمسي – الكواكب الخارجية – أحد أسرع المجالات نموًا في علم الفلك. على مدى العقود القليلة الماضية ، تم اكتشاف أكثر من 5000 كوكب خارج المجموعة الشمسية ويقدر علماء الفلك الآن أنه في المتوسط ​​يوجد كوكب واحد على الأقل لكل نجم في مجرتنا.

تهدف العديد من الجهود البحثية الحالية إلى اكتشاف الكواكب الشبيهة بالأرض المناسبة للحياة. تركز هذه المساعي على ما يسمى بالنجوم “التسلسل الرئيسي” مثل شمسنا – النجوم التي تعمل بالطاقة عن طريق دمج ذرات الهيدروجين في الهيليوم في نواتها ، وتبقى مستقرة لمليارات السنين. تم اكتشاف أكثر من 90٪ من جميع الكواكب الخارجية المعروفة حتى الآن حول نجوم التسلسل الرئيسي.

كجزء من فريق دولي من علماء الفلك ، درسنا نجمًا يشبه إلى حد كبير شمسنا في مليارات السنين ، ووجدنا أنه يحتوي على كوكب كان يجب أن يلتهمه بكل الحقوق. في بحث نُشرنا اليوم في Nature ، وضعنا لغزًا لوجود هذا الكوكب – ونقترح بعض الحلول الممكنة.

لمحة عن مستقبلنا: النجوم العملاقة الحمراء

تمامًا مثل البشر ، تخضع النجوم للتغييرات مع تقدم العمر. بمجرد أن يستهلك النجم كل الهيدروجين الموجود في اللب ، يتقلص قلب النجم ويتوسع الغلاف الخارجي مع برودة النجم.

في هذه المرحلة من التطور “العملاق الأحمر” ، يمكن أن تنمو النجوم إلى أكثر من 100 ضعف حجمها الأصلي. عندما يحدث هذا لشمسنا ، في حوالي 5 مليارات سنة ، نتوقع أن تنمو بشكل كبير لدرجة أنها ستبتلع عطارد والزهرة وربما الأرض.

في النهاية ، يصبح اللب ساخنًا بدرجة كافية ليبدأ النجم في دمج الهيليوم. في هذه المرحلة ، يتقلص النجم إلى حوالي 10 أضعاف حجمه الأصلي ، ويستمر في الاحتراق المستقر لعشرات الملايين من السنين.

نحن نعرف مئات الكواكب التي تدور حول نجوم حمراء عملاقة. واحد من هؤلاء يسمى 8 أورساي مينوريس بكوكب حول كتلة كوكب المشتري في مدار يبقيه على بعد نصف نجمه عن الأرض عن الشمس.

تم اكتشاف الكوكب في عام 2015 من قبل فريق من علماء الفلك الكوريين باستخدام تقنية “دوبلر تمايل” ، والتي تقيس قوة جاذبية الكوكب على النجم. في عام 2019 ، الاتحاد الفلكي الدولي مدبلجة النجم بايكدو وكوكب هالا ، بعد أطول الجبال في شبه الجزيرة الكورية.

كوكب لا ينبغي أن يكون هناك

تحليل البيانات الجديدة حول Baekdu التي تم جمعها بواسطة القمر الصناعي Transiting Exoplanet Survey التابع لناسا (تيس) لقد أسفر تلسكوب الفضاء عن اكتشاف مفاجئ. على عكس الكواكب الحمراء العملاقة الأخرى التي وجدنا أنها تستضيف كواكب خارجية في مدارات قريبة ، بدأ بيكدو بالفعل في دمج الهيليوم في جوهره.

باستخدام تقنيات علم الزئبق ، الذي يدرس الموجات داخل النجوم، يمكننا تحديد المادة التي يحرقها النجم. بالنسبة إلى Baekdu ، أظهرت ترددات الموجات بشكل لا لبس فيه أنها بدأت في حرق الهيليوم في قلبها.

يمكن استخدام الموجات الصوتية داخل النجم لتحديد ما إذا كان يحرق الهيليوم.

يمكن استخدام الموجات الصوتية داخل النجم لتحديد ما إذا كان يحرق الهيليوم.
صورة: غابرييل بيريز دياز / Instituto de Astrofisica de Canarias

كان الاكتشاف محيرًا: إذا كان Baekdu يحرق الهيليوم ، فلا بد أنه كان أكبر بكثير في الماضي – كان كبيرًا جدًا يجب أن يبتلع كوكب Halla. كيف يمكن أن نجت حلا؟

كما هو الحال غالبًا في البحث العلمي ، كان أول مسار للعمل هو استبعاد التفسير الأكثر تافهة: أن هالا لم تكن موجودة حقًا.

في الواقع ، تبين فيما بعد أن بعض الاكتشافات الواضحة للكواكب التي تدور حول عمالقة حمراء باستخدام تقنية دوبلر تمايل هي أوهام. تم إنشاؤه من خلال الاختلافات طويلة المدى في سلوك النجم نفسه.

ومع ذلك ، استبعدت ملاحظات المتابعة مثل هذا السيناريو الإيجابي الخاطئ لهالا. ظلت إشارة الدوبلر من Baekdu مستقرة على مدار الـ 13 عامًا الماضية ، ولم تظهر الدراسة الدقيقة للمؤشرات الأخرى أي تفسير آخر محتمل للإشارة. هلا حقيقية – وهو ما يعيدنا إلى مسألة كيف نجت من الغمر.

يصبح نجمان واحدًا: سيناريو بقاء محتمل

بعد التأكد من وجود الكوكب ، توصلنا إلى سيناريوهين يمكن أن يفسرا الوضع الذي نراه مع بايكدو وهالا.

ما لا يقل عن نصف جميع النجوم في مجرتنا لم تتشكل بمعزل مثل شمسنا ، ولكنها جزء من أنظمة ثنائية. إذا كان Baekdu في يوم من الأيام نجمًا ثنائيًا ، فربما لم تواجه Halla أبدًا خطر الابتلاع.

إذا كان النجم بايكدو ثنائيًا ، فهناك سيناريوهان يمكن أن يفسرا بقاء كوكب هالا.

إذا كان النجم بايكدو ثنائيًا ، فهناك سيناريوهان يمكن أن يفسرا بقاء كوكب هالا.
رسم بياني: Brooks G. Bays، Jr، SOEST / جامعة هاواي

قد يكون اندماج هذين النجمين قد منع توسع أي من النجمين إلى حجم كبير بما يكفي لابتلاع كوكب هالا. إذا أصبح أحد النجوم عملاقًا أحمر من تلقاء نفسه ، فسيكون قد اجتاح هالا – ومع ذلك ، إذا اندمج مع نجم مصاحب ، فسوف يقفز مباشرة إلى مرحلة احتراق الهيليوم دون أن يصبح كبيرًا بما يكفي للوصول إلى الكوكب.

بدلا من ذلك ، قد يكون هالا كوكبًا حديث الولادة نسبيًا. قد يكون الاصطدام العنيف بين النجمين قد أنتج سحابة من الغاز والغبار يمكن أن يكون الكوكب قد تشكل منها. بعبارة أخرى ، قد يكون كوكب هالا كوكبًا من “الجيل الثاني” حديث الولادة.

أيًا كان التفسير الصحيح ، فإن اكتشاف كوكب قريب يدور حول نجم عملاق أحمر يحترق الهيليوم يوضح أن الطبيعة تجد طرقًا لظهور الكواكب الخارجية في الأماكن التي قد لا نتوقعها فيها.

تم إعادة نشر هذه المقالة من محادثة بموجب رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقالة الأصلية.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى