اكتشف علماء الفلك كوكبًا جديدًا يدور حول القزم الأحمر على بعد 6 سنوات ضوئية من الأرض

للمرة الثانية خلال السنوات الثماني الماضية، اكتشف علماء الفلك الذين يفحصون النجوم في مجرة ​​درب التبانة القريبة من الأرض كوكبا يدور حول أحد هذه الأجرام السماوية. حدث أول اكتشاف من هذا القبيل في عام 2016، عندما حدد علماء الفلك كوكبًا خارج المجموعة الشمسية (اسم أي كوكب خارج نظامنا الشمسي) يدور حول النجم بروكسيما سنتوري في النظام الشمسي ألفا سنتوري على بعد 4.2 سنة ضوئية. تم تأكيد الاكتشاف الأخير في وقت سابق من هذا العام، عندما تعرف مراقبو النجوم المحترفون بشكل إيجابي على كوكب صغير الحجم يدور حول مسافر وحيد للطاقة الشمسية يعرف باسم نجم بارنارد، وهو قزم أحمر يمكن العثور عليه على بعد 5.96 سنة ضوئية من الأرض.

وتم العثور على هذا الكوكب من قبل باحثين تابعين للمرصد الأوروبي الجنوبي (ESO)، باستخدام مجموعة تلسكوب كبير جدًا (VLT) تم تركيبها من قبل المرصد الأوروبي الجنوبي على قمة جبل سيرو بارانال في منطقة صحراء أتاكاما شمال تشيلي.

تشتمل هذه المجموعة الحساسة والقوية للغاية المكونة من أربعة تلسكوبات مترابطة على أداة تُعرف باسم مخطط إشيل الطيفي للكواكب الصخرية الخارجية والمراقبة الطيفية المستقرة (ESPRESSO)، والتي يمكنها اكتشاف تذبذبات الجاذبية الصغيرة في مدار نجم بعيد ناتجة عن جسم سماوي آخر يدور حوله. . وتسبب الكوكب المكتشف حديثا في حدوث هذه التذبذبات في حركة نجم بارنارد، كما أثبت التحليل الإضافي للمسار المداري لهذا الكوكب على مدى خمس سنوات هويته الحقيقية.

تنخفض الشمس تحت أفق المحيط الهادئ، وتغمر منصة بارانال والتلسكوب الكبير جدًا بالضوء في هذه الصورة الجوية المذهلة من صحراء أتاكاما في شمال تشيلي. (ESO/G. Hüdepohl (atacamaphoto.com)/سي سي بي 4.0)

في حين أن نظام ألفا سنتوري ذو الثلاث نجوم هو أقرب نظام متعدد النجوم إلى الأرض، فإن نجم بارنارد هو أقرب نجم منفرد (باستثناء الشمس، وهي أيضًا نجم واحد). يتقاسم وضعه كقزم أحمر 70% من النجوم الأخرى في مجرة ​​درب التبانة (يوجد ما لا يقل عن 100 مليار نجم في مجرتنا إجمالاً)، وإذا كانت أنظمة الأقزام الحمراء الأخرى تحتوي أيضًا على كواكب، فهذا يعني عدد الكواكب في المجموعة الشمسية. يمكن لمجرة درب التبانة في المجمل أن تقترب أو حتى تتجاوز علامة التريليون.

تقديم Barnard’s b، جار الأرض المجاور (نسبيًا)

تشير التقديرات إلى أن كتلة هذا الكوكب المكتشف حديثًا أقل من كتلة الأرض (حوالي نصف كتلة كوكب الزهرة، على وجه التحديد). وقد أطلق عليه اسم Barnard’s b، ووُجد أن له مسارًا مداريًا يضعه على بعد حوالي 1.8 مليون ميل (2.9 مليون كيلومتر) من سطح شمسه.

وهذا يمثل خمسة بالمائة فقط من المسافة بين شمسنا وعطارد. ومع ذلك، فإن الكوكب لا يحترق لأن نجم بارنارد هو قزم أحمر تنتج درجة حرارة سطحه نصف درجة حرارة الشمس فقط. وهذا ما يفسر كون درجة الحرارة على سطح الكوكب الخارجي بارنارد ب أقل بكثير من درجة الحرارة على عطارد (125 درجة مئوية مقابل 430 درجة مئوية)، على الرغم من قربه الشديد من نجمه.

وعلى الرغم من هذا الفارق الكبير، فإن كوكب برنارد ب ليس أكثر قدرة على دعم الحياة من عطارد.

وقال جوناي غونزاليس هيرنانديز، المؤلف الرئيسي للدراسة، وهو باحث من معهد الفيزياء الفلكية الإسباني في جنوب أوروبا: “إن بارنارد بي هو أحد الكواكب الخارجية الأقل كتلة المعروفة وواحد من الكواكب القليلة المعروفة بكتلة أقل من كتلة الأرض”. بيان صحفي للمرصد.

“لكن الكوكب كذلك قريبة من النجم المضيف، أقرب من المنطقة الصالحة للسكن. حتى لو كان النجم حوالي 2500 درجة [Fahrenheit] أبرد من شمسنا، فهو حار جدًا بحيث لا يحافظ على الماء السائل على السطح.”

صائدو الكوكب يحتفلون

ظل علماء الفلك من جميع أنحاء العالم يدرسون نجم بارنارد باهتمام لسنوات عديدة، بحثًا عن أدلة من بين أمور أخرى على أنه قد يكون لديه كواكب. وقد جعل قربه كوكبًا سهل الدراسة نسبيًا، كما أن حقيقة كونه قزمًا أحمر جعلته أيضًا هدفًا جذابًا لصيادي الكواكب الخارجية.

نظرًا لأن الأقزام الحمراء لها كتلة أقل من الأنواع الأخرى من النجوم (نجم بارنارد أقل كتلة من الشمس بنسبة 80٪)، فمن الأسهل اكتشاف التذبذب في حركاتها الناجم عن الكواكب.

هناك ميزة أخرى للبحث عن الكواكب القريبة من الأقزام الحمراء وهي انخفاض إنتاج النجوم نسبيًا للحرارة. لديهم منطقة صالحة للسكن أصغر (يطلق عليها علماء الفلك “منطقة المعتدل”) مقارنة بالنجوم الأكثر سطوعًا التي تشع المزيد من الحرارة، مما يعني أن البحث عن الكواكب التي يمكن أن تحتوي على مياه سائلة على أسطحها – وربما تدعم الحياة – يجب أن يغطي مساحة أقل. توسيع مساحة الفضاء.

وهناك ميزة أخرى تتمثل في أن الكواكب المرتبطة بالأقزام الحمراء تكمل مداراتها بسرعة كبيرة (السنة في برنارد ب تعادل ثلاثة أيام أرضية فقط)، لذلك يتمكن علماء الفلك من مراقبة وتقييم طبيعة تحركاتها في فترة زمنية أقصر.

ومن المثير للاهتمام أن النظرية التقليدية لتكوين الكواكب تشير إلى أن الأقزام الحمراء في وضع غير مؤات عندما يتعلق الأمر بتكوين الكواكب. بالمقارنة مع النجوم الأكثر سخونة مثل الشمس، فهي أقل غنى بالعناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم، ويعتقد أن هذه العناصر ضرورية لإنشاء أجسام صلبة تشبه الكواكب.

ولكن كما يظهر هذا البحث الجديد، يمكن للأقزام الحمراء بالفعل أن تشكل كواكب، بغض النظر عن أي عقبات قد تمنع مثل هذه النتيجة.

انطباع فني لكوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول قزم أحمر. (NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/Spaceengine/M. Zamani/سي سي بي 4.0)

قد يكون هناك الكثير من الكواكب الخارجية في نظام بارنارد النجمي

تم شرح جميع الملاحظات التفصيلية والحسابات الرياضية التي سمحت للباحثين المنتمين إلى ESO بالعثور على هذا الكوكب الخارجي في مقال جديد نُشر للتو في المجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية.

وبقدر ما كان هذا الاكتشاف مثيرًا، فقد تكون هناك أشياء مثيرة أخرى قريبًا لصيادي الكواكب الخارجية الذين يستكشفون النظام الشمسي النجمي لبارنارد. كما أوضحوا في مقالتهم الدورية، وجد فريق الباحثين أدلة تشير إلى احتمال وجود ثلاثة كواكب أخرى على الأقل تدور حول هذا القزم الأحمر متواضع الحجم، وهناك آمال في العثور على واحد أو أكثر من هذه الكواكب داخل المعتدلات منطقة.

وفي الأشهر والسنوات المقبلة، سيعتمد أعضاء الفريق على تقنية ESPRESSO للتحقق من وجود هذه الأجسام الفلكية.

وقال المؤلف المشارك في الدراسة أليخاندرو سواريز ماسكارينيو، وهو باحث آخر من معهد الفيزياء الفلكية في كناريا: “نحن الآن بحاجة إلى مواصلة مراقبة هذا النجم لتأكيد الإشارات المرشحة الأخرى”.

“إن اكتشاف هذا الكوكب، إلى جانب الاكتشافات السابقة الأخرى مثل بروكسيما بي ود، يظهر أن فناءنا الخلفي الكوني مليء بالكواكب منخفضة الكتلة.”

إذا تم بالفعل العثور على أي من هذه الكواكب داخل المنطقة المعتدلة للنجم، فهذا يزيد من احتمال أنها قد تدعم نوعًا ما من الحياة، على الرغم من أنه من المحتمل أن يظل إثبات ذلك مستحيلًا.

الصورة العليا: يُظهر انطباع هذا الفنان كوكب برنارد ب، وهو كوكب أقل كتلة من الأرض تم اكتشافه ويدور حول نجم بارنارد. مصدر: إسو/م. كورنميسر

بقلم ناثان فالدي