كشف تلسكوب سيبتزر الفضائي التابع لناسا أول نظام نجمي يحوي سبعة كواكب لها حجم الأرض تدور حول نجم واحد. ومن المؤكد وقوع ثلاثة من هذه الكواكب في المنطقة الصالحة للحياة، وهي المنطقة حول النجم المضيف التي يحتمل وجود الماء السائل على سطح كواكبها الصخرية.
سجل هذا الاكتشاف رقما قياسيا جديدا لأكبر عدد من الكواكب المكتشفة في المنطقة الصالحة للحياة حول نجم واحد خارج نظامنا الشمسي. ويمكن أن تحوي الكواكب السبعة الماء السائل على سطحها -مفتاح الحياة كما نعرف- في ظل الظروف الجوية الملائمة، إلا أن الاحتمالات هي الأعلى بالنسبة للكواكب الثلاثة في المنطقة الصالحة للسكن.
قال توماس زوربوتشين Thomas Zurbuchen، المدير المساعد لبعثة العلوم في الوكالة في واشنطن: "يمكن لهذا الاكتشاف أن يكون جزءا هاما في حل لغز إيجاد بيئات صالحة للسكن وداعمة للحياة". وأضاف قائلا: "وإن الإجابة على التساؤل القائل 'هل نحن وحدنا' هي على رأس أولويات العلم، كما أن العثور على العديد من هذه الكواكب للمرة الأولى في المنطقة الصالحة للسكن، يعد خطوة هامة نحو تحقيق ذلك الهدف".
تم رصد سبعة كواكب في حجم الأرض بواسطة تلسكوب الفضاء سيبتزر التابع لناسا حول نجم قزم صغير وقريب وفائق البرودة، يدعى TRAPPIST-1. ثلاثة من هذه الكواكب يقع بشكل مؤكد في المنطقة الصالحة للسكن.
هذا النظام قريب نسبيا من الأرض، حيث يقع على بعد 40 سنة ضوئية (235 تريليون ميل) تقريبا، في كوكبة الدلو. تسمى هذه الكواكب بـ "الكواكب الخارجية" كونها تقع خارج نظامنا الشمسي. يدعى نظام الكواكب الخارجية هذا TRAPPIST-1، تيمنا بـ "تلسكوب الكواكب العابر والكويكبات الصغيرة" The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope، اختصارا (TRAPPIST)، الموجود في تشيلي.
نشرت النتائج الجديدة يوم الأربعاء في مجلة نيتشر Nature، وأعلن عنها في مؤتمر صحفي في مقر ناسا بواشنطن. وباستخدام بيانات سبيتزر، أجرى الباحثون قياساتهم لأحجام الكواكب السبعة بدقة، وقد وضعت تقديرات أولية لستة كواكب، الأمر الذي يسمح بتقدير كثافتها أيضا.
وبناءا على كثافتها، من المحتمل أن تكون الكواكب السبعة صخرية. وعمليات الرصد الإضافية لن تساعد فقط في معرفة ما إذا كانت الكواكب غنية بالماء، ولكن أيضا ربما تكشف عن حالة الماء إن كان سائلا أم غير ذلك. ولم تقدر كتلة الكواكب السبعة الخارجية البعيدة حتى الآن -ويعتقد العلماء أن تكون الكواكب جليدية، عوالم "تشبه كرة الثلج"، ولكن ذلك الأمر يحتاج إلى مزيد من عمليات الرصد.
قال مايكل جيلون Michael Gillon، المؤلف الرئيسي للورقة والباحث الرئيسي لدراسة مسح TRAPPIST للكواكب الخارجية، في جامعة لييج في بلجيكا: "عجائب النظام TRAPPIST-1 السبع، هي أول كواكب بحجم الأرض يتم اكتشافها حول هذا النوع من النجوم". وأضاف قائلا: "إنه هدف جيد حتى الآن لدراسة كواكب في حجم الأرض من المحتمل أن تكون صالحة للحياة".
وبخلاف شمسنا، يصنف النجم TRAPPIST-1 على أنه قزم فائق البرودة، حيث يسمح للماء السائل بالبقاء على حالته على الكواكب التي تدورفي مدارات قريبة منه، وأقرب من المسافة التي يمكن لكواكب المجموعة الشمسية ان تدور بها حول الشمس.
حيث أن مدارات الكواكب السبعة تقع على مسافة من نجمها مقفول مدياً tidally locked أقل من تلك التي بين عطارد و الشمس. كما أن الكواكب شديدة القرب من بعضها البعض. بحيث إذا وقف شخص على سطح أحد هذه الكواكب، فإمكانه أن يرى الخصائص الجيولوجية والسحب للكواكب المجاورة، حتى أنها قد تبدو أكبر من القمر في سماء الأرض.
ويمكن أن تكون الكواكب ساكنة بالنسبة إلى نجمها، ما يعني أن جانبا واحدا من الكوكب يواجه النجم بشكل دائم، وبالتالي فإن جانب منه يظل مضيئا والثاني مظلم بشكل دائم. وهذا ما قد يعني أن لديها أنماط طقس معينة تختلف كليا عن الأرض، مثل الرياح القوية التي تهب من الجانب المضيء إلى الجانب المظلم والتغيرات القصوى في درجات الحرارة.
كيف تم اكتشاف هذا النظام؟
سبيتزر هو تلسكوب عامل بالأشعة تحت الحمراء يتبع الأرض في مدارها حول الشمس، ومناسب تمام لدراسة TRAPPIST-1 لأنه يتوهج بشكل أكبر في ضوء الأشعة تحت الحمراء، والتي تعد اطوالها الموجية أكبر من أن تتمكن العين من رؤيتها.
وضع سبيتزر في مداره على نحو فريد لرصد ما يكفي من عبور الكواكب أمام النجم المضيف للكشف عن البنية المعقدة للنظام.
في كل مرة يمر كوكب أمام النجم ، فإنه يحجب بعضاً من ضوئه، وقد اكتشفت الكواكب الخارجية عن طريق استخدام وسيلة العبور (transit - detecting).
ومن خلال استخدام سبيتزر، لاحظ العلماء أن ضوء النجم يخفت عندما يمر أحد الكواكب أمام النجم، مما يؤدي إلى خفوت ضوئه بشكل مؤقت. وهذه الطريقة تكشف وجود كوكب ما، ويمكننا تحديد حجم النجم، وحساب الوقت الذي يحتاجه الكوكب ليدور حول ذلك النجم. وهذه هي الطريقة ذاتها التي استخدمتها مركبة كبلر الفضائية التابعة لناسا لتكتشف وتؤكد وجود أكثر من 1000 كوكب خارج المجموعة الشمسية.
يوفر النظام TRAPPIST-1 واحدة من أفضل الفرص في العقد المقبل لدراسة الغلاف الجوي حول كواكب بحجم الأرض. سيساعد كلا من سبيتزر وهابل وكبلر، الفلكيين في التخطيط للدراسات القادمة التي سيستخدم فيها تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا، والذي سيطلق في عام 2018.
وسيكون أكثر حساسية، وسيساعد في الكشف عن البصمات الكيميائية للماء والميثان والأكسجين والأوزون وغيرها من مكونات الغلاف الجوي للكوكب. وسيحلل درجات حرارة الكواكب وضغوط السطح، وهي العوامل الرئيسية لمعرفة ما إذا كانت صالحة للسكن.
المصادر: nasa / nasa / nasa.gov
سجل هذا الاكتشاف رقما قياسيا جديدا لأكبر عدد من الكواكب المكتشفة في المنطقة الصالحة للحياة حول نجم واحد خارج نظامنا الشمسي. ويمكن أن تحوي الكواكب السبعة الماء السائل على سطحها -مفتاح الحياة كما نعرف- في ظل الظروف الجوية الملائمة، إلا أن الاحتمالات هي الأعلى بالنسبة للكواكب الثلاثة في المنطقة الصالحة للسكن.
قال توماس زوربوتشين Thomas Zurbuchen، المدير المساعد لبعثة العلوم في الوكالة في واشنطن: "يمكن لهذا الاكتشاف أن يكون جزءا هاما في حل لغز إيجاد بيئات صالحة للسكن وداعمة للحياة". وأضاف قائلا: "وإن الإجابة على التساؤل القائل 'هل نحن وحدنا' هي على رأس أولويات العلم، كما أن العثور على العديد من هذه الكواكب للمرة الأولى في المنطقة الصالحة للسكن، يعد خطوة هامة نحو تحقيق ذلك الهدف".
تم رصد سبعة كواكب في حجم الأرض بواسطة تلسكوب الفضاء سيبتزر التابع لناسا حول نجم قزم صغير وقريب وفائق البرودة، يدعى TRAPPIST-1. ثلاثة من هذه الكواكب يقع بشكل مؤكد في المنطقة الصالحة للسكن.
هذا النظام قريب نسبيا من الأرض، حيث يقع على بعد 40 سنة ضوئية (235 تريليون ميل) تقريبا، في كوكبة الدلو. تسمى هذه الكواكب بـ "الكواكب الخارجية" كونها تقع خارج نظامنا الشمسي. يدعى نظام الكواكب الخارجية هذا TRAPPIST-1، تيمنا بـ "تلسكوب الكواكب العابر والكويكبات الصغيرة" The Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope، اختصارا (TRAPPIST)، الموجود في تشيلي.
نشرت النتائج الجديدة يوم الأربعاء في مجلة نيتشر Nature، وأعلن عنها في مؤتمر صحفي في مقر ناسا بواشنطن. وباستخدام بيانات سبيتزر، أجرى الباحثون قياساتهم لأحجام الكواكب السبعة بدقة، وقد وضعت تقديرات أولية لستة كواكب، الأمر الذي يسمح بتقدير كثافتها أيضا.
وبناءا على كثافتها، من المحتمل أن تكون الكواكب السبعة صخرية. وعمليات الرصد الإضافية لن تساعد فقط في معرفة ما إذا كانت الكواكب غنية بالماء، ولكن أيضا ربما تكشف عن حالة الماء إن كان سائلا أم غير ذلك. ولم تقدر كتلة الكواكب السبعة الخارجية البعيدة حتى الآن -ويعتقد العلماء أن تكون الكواكب جليدية، عوالم "تشبه كرة الثلج"، ولكن ذلك الأمر يحتاج إلى مزيد من عمليات الرصد.
قال مايكل جيلون Michael Gillon، المؤلف الرئيسي للورقة والباحث الرئيسي لدراسة مسح TRAPPIST للكواكب الخارجية، في جامعة لييج في بلجيكا: "عجائب النظام TRAPPIST-1 السبع، هي أول كواكب بحجم الأرض يتم اكتشافها حول هذا النوع من النجوم". وأضاف قائلا: "إنه هدف جيد حتى الآن لدراسة كواكب في حجم الأرض من المحتمل أن تكون صالحة للحياة".
وبخلاف شمسنا، يصنف النجم TRAPPIST-1 على أنه قزم فائق البرودة، حيث يسمح للماء السائل بالبقاء على حالته على الكواكب التي تدورفي مدارات قريبة منه، وأقرب من المسافة التي يمكن لكواكب المجموعة الشمسية ان تدور بها حول الشمس.
حيث أن مدارات الكواكب السبعة تقع على مسافة من نجمها مقفول مدياً tidally locked أقل من تلك التي بين عطارد و الشمس. كما أن الكواكب شديدة القرب من بعضها البعض. بحيث إذا وقف شخص على سطح أحد هذه الكواكب، فإمكانه أن يرى الخصائص الجيولوجية والسحب للكواكب المجاورة، حتى أنها قد تبدو أكبر من القمر في سماء الأرض.
ويمكن أن تكون الكواكب ساكنة بالنسبة إلى نجمها، ما يعني أن جانبا واحدا من الكوكب يواجه النجم بشكل دائم، وبالتالي فإن جانب منه يظل مضيئا والثاني مظلم بشكل دائم. وهذا ما قد يعني أن لديها أنماط طقس معينة تختلف كليا عن الأرض، مثل الرياح القوية التي تهب من الجانب المضيء إلى الجانب المظلم والتغيرات القصوى في درجات الحرارة.
كيف تم اكتشاف هذا النظام؟
سبيتزر هو تلسكوب عامل بالأشعة تحت الحمراء يتبع الأرض في مدارها حول الشمس، ومناسب تمام لدراسة TRAPPIST-1 لأنه يتوهج بشكل أكبر في ضوء الأشعة تحت الحمراء، والتي تعد اطوالها الموجية أكبر من أن تتمكن العين من رؤيتها.
وضع سبيتزر في مداره على نحو فريد لرصد ما يكفي من عبور الكواكب أمام النجم المضيف للكشف عن البنية المعقدة للنظام.
في كل مرة يمر كوكب أمام النجم ، فإنه يحجب بعضاً من ضوئه، وقد اكتشفت الكواكب الخارجية عن طريق استخدام وسيلة العبور (transit - detecting).
ومن خلال استخدام سبيتزر، لاحظ العلماء أن ضوء النجم يخفت عندما يمر أحد الكواكب أمام النجم، مما يؤدي إلى خفوت ضوئه بشكل مؤقت. وهذه الطريقة تكشف وجود كوكب ما، ويمكننا تحديد حجم النجم، وحساب الوقت الذي يحتاجه الكوكب ليدور حول ذلك النجم. وهذه هي الطريقة ذاتها التي استخدمتها مركبة كبلر الفضائية التابعة لناسا لتكتشف وتؤكد وجود أكثر من 1000 كوكب خارج المجموعة الشمسية.
يوفر النظام TRAPPIST-1 واحدة من أفضل الفرص في العقد المقبل لدراسة الغلاف الجوي حول كواكب بحجم الأرض. سيساعد كلا من سبيتزر وهابل وكبلر، الفلكيين في التخطيط للدراسات القادمة التي سيستخدم فيها تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا، والذي سيطلق في عام 2018.
وسيكون أكثر حساسية، وسيساعد في الكشف عن البصمات الكيميائية للماء والميثان والأكسجين والأوزون وغيرها من مكونات الغلاف الجوي للكوكب. وسيحلل درجات حرارة الكواكب وضغوط السطح، وهي العوامل الرئيسية لمعرفة ما إذا كانت صالحة للسكن.
المصادر: nasa / nasa / nasa.gov
نحن نستكشف ونقدِّم مجموعة واسعة من المحتوى لتشجيع النمو الفردي وحلِّ المشاكل.
محول الأكوادإخفاء محول الأكواد الإبتساماتإخفاء الإبتسامات