شبيهة بالمشترى.. اكتشاف ثلاثة كواكب خارج المجموعة الشمسية

اكتشف علماء الفلك في معهد جامعة هاواي لعلم الفلك (IfA)، ثلاثة كواكب خارجية شبيهة بالمشتري تقترب بشكل خطير من أن "تبتلعها" النجوم المضيفة لها.

ويعطي هذا الاكتشاف نظرة ثاقبة جديدة حول كيفية تطور أنظمة الكواكب بمرور الوقت، ما يساعد على الكشف عن مصير الأنظمة الشمسية مثل مجموعتنا.

أقصر المدارات

ومن بين الآلاف من الكواكب خارج المجموعة الشمسية التي عثر عليها حتى الآن، فإن هذه الكواكب الغازية الثلاثة العملاقة TOI-2337b وTOI-4329b وTOI-2669b، التي اكتشفت لأول مرة بواسطة بعثة TESS التابعة لناسا (Transiting Exoplanet Survey Satellite)، لديها بعض من أقصر المدارات حول النجوم العملاقة.

وأحد الكواكب، TOI-2337b، سوف يلتهمه نجمه المضيف في أقل من مليون سنة، في وقت أقرب من أي كوكب آخر معروف حاليا.

وأوضح المؤلف الرئيسي صامويل جرونبلات، زميل ما بعد الدكتوراه في المتحف الأمريكي للتاريخ الطبيعي ومعهد فلاتيرون في مدينة نيويورك: "هذه الاكتشافات ضرورية لفهم حدود جديدة في دراسات الكواكب الخارجية: كيف تتطور أنظمة الكواكب بمرور الوقت".

وأضاف جرونبلات، الحاصل على درجة الدكتوراه من معهد جامعة هاواي لعلم الفلك، أن "هذه الملاحظات تقدم نوافذ جديدة على الكواكب التي اقتربت من نهاية حياتها، قبل أن تبتلعها النجوم المضيفة".

وأعلن عن هذا الاكتشاف في 13 يناير في مؤتمر صحفي للجمعية الفلكية الأمريكية.

ويقدر العلماء أن الكواكب لها كتل تتراوح بين 0.5 و1.7 مرة من كتلة المشتري، وتتراوح أحجامها من أصغر قليلا إلى أكثر من 1.6 ضعف حجم كوكب المشتري. كما أنها تمتد على نطاق واسع من الكثافات، من كثافة الفلين إلى كثافة أكبر بثلاث مرات من الماء، ما يشير إلى مجموعة متنوعة من الأصول.

ويعتقد أن هذه الكواكب الثلاثة ليست سوى غيض من فيض، حيث أشار نيك سوندرز، طالب دراسات عليا في معهد جامعة هاواي لعلم الفلك، والمشارك في برنامج TESS: "نتوقع العثور على عشرات بل مئات من هذه الأنظمة المتطورة للكواكب العابرة باستخدام TESS، ما يوفر تفاصيل جديدة حول كيفية تفاعل الكواكب مع بعضها البعض وتضخيمها ودورانها حول النجوم، بما في ذلك النجوم مثل شمسنا".

علم آثار الكواكب

ويأمل الفريق أن يساعد "علم آثار الكواكب" هذا على فهم ماضي وحاضر ومستقبل أنظمة الكواكب، ما يجعلنا نقترب خطوة من الإجابة عن السؤال: "هل نحن وحدنا في الكون؟"

وعثر على الكواكب لأول مرة في بيانات صور الإطار الكامل لبعثة TESS، والتي تم التقاطها في عامي 2018 و2019.

وحدد جرونبلات ومعاونوه الكواكب المرشحة في بيانات TESS، ثم استخدموا مرصد "دبليو إم كيك" في موناكيا لتأكيد وجود الكواكب الثلاثة.

قال عالم الفلك دانييل هوبر، الذي شارك في تأليف الدراسة، إن "ملاحظات كيك لهذه الأنظمة الكوكبية ضرورية لفهم أصولها، وتساعد في الكشف عن مصير الأنظمة الشمسية مثل مجموعتنا".

وتشير النماذج الحالية لديناميكيات الكواكب إلى أن الكواكب يجب أن تتجه نحو النجوم المضيفة مع تطور النجوم بمرور الوقت، خاصة في آخر 10% من عمر النجم. وتعمل هذه العملية أيضا على تسخين الكواكب، ما قد يتسبب في تضخم غلافها الجوي.

ومع ذلك، فإن هذا التطور النجمي سيؤدي أيضا إلى اقتراب الكواكب المحيطة بالنجم من بعضها البعض، ما يزيد من احتمالية اصطدام بعضها، أو حتى زعزعة استقرار النظام الكوكبي بأكمله.

وتوضح المجموعة الواسعة من كثافات الكواكب الموجودة في الدراسة إلى أن هذه الأنظمة الكوكبية تشكلت من خلال التفاعلات الفوضوية بين الكواكب. وقد يؤدي هذا أيضا إلى معدلات تسخين غير متوقعة وجداول زمنية لهذه الكواكب، ما يمنحها نطاقا واسعا من الكثافات التي نلاحظها اليوم.

ويمكن أن تكشف الملاحظات المستقبلية لأحد الأنظمة، TOI-4329، مع تلسكوب جيمس ويب الفضائي الذي وقع إطلاقه مؤخرا، عن أدلة على وجود الماء أو ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للكوكب. وإذا شوهدت هذه الجزيئات، فإن البيانات ستوفر قيودا على مكان تشكل هذه الكواكب، ونوع التفاعلات التي يجب أن تحدث لإنتاج مدارات الكواكب التي نراها اليوم.