على الرغم من وجود مجموعة كوكبية واحدة فقط تُعرف رسميًا باسم “النظام الشمسي”، إلا أن العلم اكتشفها بالفعل أكثر من 4100 نجم بالإضافة إلى الكواكب التي تدور حوله. واكتشفت نظاما كوكبيا يضاف إلى قائمة التعاون الدولي بمشاركة إسبانية كبيرة، لكنه فريد من نوعه. هذا النجم، HD110067، هو موطن لستة كواكب خارجية تدور في رقصة متزامنة، وهي ظاهرة تعرف باسم التذبذب المداري. وليس من الشائع أن تحتفظ أجهزة الكمبيوتر بهذه الخاصية، مما يشير إلى أن النظام لم يمر بتغييرات كبيرة في تاريخه الممتد لمليار عام. يعتبر الباحثون هذا المفتاح لفهم وشرح عمليات تكوين الكوكب بشكل أفضل. اكتشاف نشرت في مجلة اليوم طبيعة.
على بعد حوالي 100 سنة ضوئية، في كوكبة كوما برنيس، يوجد HD110067، وهو نجم أصغر بنسبة 20٪ وأبرد من الشمس. أول شك في أن هذا النجم يستضيف نظامًا كوكبيًا جاء في عام 2020. تم تسجيلها بواسطة صائد الكواكب TESS التابع لناسا. انخفاض في السطوع (مثل الكسوف)، مما يدل على وجود كوكبين على الأقل أمام النجم. وبعد مرور عامين، رصد TESS نفس النجم مرة أخرى، لكنه أعاد بيانات تناقض الوصف الأول. أثار هذا التناقض اهتمام عالم الفيزياء الفلكية الإسباني رافائيل لوك وزملائه في قسم الفيزياء الفلكية بجامعة شيكاغو. يقول لوك: “عندها قررنا استخدام كيوبس. ذهبنا للبحث عن علامات في كل الفترات المحتملة التي يمكن أن توجد فيها تلك الكواكب”.
وبمساعدة تلسكوب الفضاء CHEEOPS التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، اكتشفوا كوكبًا ثالثًا خارج المجموعة الشمسية. لقد أدركوا أنهم وجدوا المفتاح لفتح النظام بأكمله لأنه أصبح من الواضح الآن أن الكواكب الثلاثة كانت في حالة اهتزاز مداري. يقول عالم الفيزياء الفلكية: “لقد أعطانا خوفو تكوينًا سمح لنا بالتنبؤ بكل شيء آخر”. من خلال الجمع بين البيانات من كلا التلسكوبات وفي عمل يسمونه “الاستنتاجي”، ومن خلال النماذج الرياضية لتفاعلات الجاذبية، يتم التنبؤ بوجود ثلاثة كواكب خارجية.
وأكدت الملاحظات اللاحقة أنها كانت بالضبط حيث تنبأت هذه السلسلة الاهتزازية الإيقاعية. يستغرق الكوكب الخارجي 20,519 يومًا للدوران، أي ما يقرب من 1.5 مرة من الفترة المدارية للكوكب التالي، والتي تستغرق 13,673 يومًا. وهذا يعادل تقريبًا 1.5 مرة الفترة المدارية للكوكب الداخلي والتي تبلغ 9114 يومًا. أي أنه عندما يقوم الكوكب الأقرب للنجم بثلاث دورات كاملة حوله، فإن الكوكب الثاني يقوم بدورتين بالضبط في نفس الوقت. وهذا ما يسمى الاهتزاز 3:2. تشكل الكواكب الستة سلسلة رنانة في أزواج 3:2، 3:2، 3:2، 4:3 و4:3، مما يؤدي إلى إكمال أقرب كوكب لستة مدارات. . ولا يستبعد المؤلفون وجود المزيد من الكواكب الرقص مدمجة في هذا النظام.
تنتمي الكواكب الخارجية التي يستضيفها HD110067 إلى مجموعة تسمى “الكواكب النبتونية الفرعية”، أي كواكب أصغر من نبتون (حوالي أربعة أضعاف قطر الأرض). عند تخيل شكلها، يوضح عالم الفيزياء الفلكية في CSIC، إغناسي ريباس، الذي شارك في الدراسة ونسق البحث عن الكواكب الخارجية على مدى عدة سنوات، أنها ليست مثل الأرض: “إنها ساخنة جدًا. الكواكب التي يمكن أن تصل درجات حرارتها إلى 200 درجة. لم يتم بعد فهم المنطقة الصالحة للسكن في النظام، أي عدد الكواكب الموجودة في المناطق شبه الاستوائية التي قد تسمح بالحياة. يمكن أن تحدد الملاحظات المستقبلية أيضًا ما إذا كانت الكواكب ذات تصميمات داخلية صخرية أو مائية.
HD110067 هو ألمع نظام معروف يضم أربعة كواكب أو أكثر. تعتبر بعض العوالم ذات الأجواء الغنية بالهيدروجين مرشحة جيدة لإجراء تحليلات جديدة لتحديد التركيب الكيميائي والخصائص الأخرى لأغلفتها الجوية. ما الذي يتطلبه الأمر ليكون نظامًا خاصًا يدعوك لقراءة المزيد؟ النهج الذي يحتوي على معدات كافية للمراقبة والمرشح الجيد لذلك هو التلسكوب الفضائي جيمس ويب, قوي جدًا ولم يعمل لمدة عام. ويكشف رافائيل لوك، المؤلف الرئيسي للدراسة، أن فريقه يهدف إلى العمل بهذه الأداة في المستقبل.
ابتكار رئيسي للمستقبل
تتطور أنظمة الكواكب في حالة اهتزاز، لكن هذا إيقاع يمكن إزعاجه بسهولة. يوضح ريباس: “إن الاصطدامات بين الكواكب، أو الاندماجات أو الانفصالات، أو ولادة كواكب عملاقة مثل المشتري، أو الاقتراب من نجم آخر يمكن أن يغير التوازن المداري”. من بين آلاف الأنظمة بين الكواكب، 99% منها ليست في حالة اهتزاز، ولكن ربما كانت في وقت واحد. يعد نظام HD110067 جزءًا من تلك النسبة النادرة التي تبلغ 1٪، وله قيمة خاصة للعلم لأنه يمكن أن يزود علماء الفلك بمعلومات حول تكوين النظام الكوكبي وتطوره اللاحق. يقارن كل من ريباس ولوك الاكتشاف بالحفرية. يقول لوك: “يُظهر لنا هذا تكوين النظام الكوكبي الذي ظل سليمًا منذ تكوينه”.
وأشادت عالمة الفيزياء الفلكية إيفا فيلافر بالدراسة الجديدة التي لم تشارك فيها. “كل نظام يتم اكتشافه بخصائص فريدة يساهم ببيانات في فهمنا لعمليات التدريب. توفر الدراسات العلمية لهذه الكواكب الخارجية أدلة حول ما يجعل نظامنا الشمسي فريدًا ولماذا غالبًا ما تُرى الكواكب الفرعية نبتون، لكننا لا نملكها.” يوضح الباحث الذي يعمل كمدير للمساحة المكتبية والمجتمع. لوكالة الفضاء الاسبانية. لذلك، من خلال دراسة الكواكب الخارجية والأنظمة الشمسية البعيدة، يأمل علماء الفلك في حل الألغاز العظيمة المحيطة بالنظام الشمسي وتقديم المزيد من المعلومات حول السؤال الذي لا ينتهي حول ما إذا كانت الحياة موجودة في مكان آخر في مجرتنا.
يمكنك متابعة معنى داخل فيسبوك, X ه انستغرامانقر هنا للحصول على نشرتنا الإخبارية الأسبوعية.
