أنظمة النجوم الثنائية المشوهة هي مصانع الكواكب المارقة

معظم الكواكب في الكون تدور حول نجم. إنها جزء من نظام كواكب مشابه لنظامنا الشمسي. ولكن هناك عدد قليل من الكواكب تجوب الكون وحدها. لأي سبب كان، سواء كان ذلك اصطدامًا قريبًا أو قوة جاذبية بطيئة تعطل مدارها، يتم إخراج هذه الكواكب من نظامها النجمي وتتجول. يعد العثور على هذه الكواكب المارقة تحديًا كبيرًا، ولكن عندما نبدأ في العثور عليها، نجد أن هناك عددًا لا بأس به منها أكثر مما كنا نعتقد. الآن دراسة جديدة تقترح السبب.

بالنسبة لنظام نجمي واحد مثل نظامنا، ولكي يتم إخراج كوكب من النظام، فلا بد من حدوث تصادم، أو يجب أن تؤدي مجموعة قريبة من الكواكب إلى تعطيل العالم تدريجيًا. ونحن نعلم ذلك من تطور نظامنا الشمسي لقد تغيرت الكواكب بشكل كبير في مداراتها، وعندما تكونت الأرض والقمر أ عالم بحجم المريخ ضرب الأرض في شبابه. لذلك يمكن أن تأتي الكواكب المارقة من أنظمة مثل نظامنا. لكن عمليات المحاكاة تظهر أن عدد الكواكب المارقة التي ينتجها نظام نجمي واحد صغير نسبيًا.

لذا، في هذه الدراسة الجديدة، ركز الفريق على الأنظمة النجمية الثنائية. على وجه الخصوص، ركزوا على الأنظمة الثنائية المائلة، حيث يتم إزاحة المستوى المداري للنظام الكوكبي لكل نجم عن الآخر. لقد أجروا عمليات محاكاة حاسوبية لهذه الأنواع من الأنظمة عندما تدور النجوم الثنائية حول بعضها البعض في مدارات دائرية للغاية وعندما يكون لها مدارات إهليلجية للغاية. ثم قاموا بمقارنة نتائج عمليات المحاكاة هذه مع نتائج أنظمة النجم الواحد.

ما وجدوه هو أنه بينما في الأنظمة ذات النجم الواحد، يجب أن تكون الكواكب قريبة من بعضها البعض لتشكل كوكبًا مارقًا، في الأنظمة الثنائية يمكن للكواكب أن تكون متباعدة على نطاق واسع ولا تزال تخلق الكواكب المارقة. إن الجمع بين قوى الجاذبية للنجوم والكواكب الأخرى يكفي لزعزعة استقرار مدارات بعض الكواكب. بشكل عام، الكوكب الأكبر في النظام يكون ثابتًا ويعطل مدارات الكواكب الأصغر. واستنادًا إلى عمليات المحاكاة التي أجروها، إذا كان كلا النجمين يمتلكان مدارًا دائريًا، فإن وجود عالم بحجم نبتون يكفي لخلق عوالم مارقة. إذا كانت النجوم الثنائية تدور حول بعضها البعض في مدارات إهليلجية، فإن وجود أرض عملاقة يكفي لتكوين كواكب مارقة.

معظم الكواكب المارقة التي اكتشفناها حتى الآن هي كواكب غازية كبيرة جدًا. إذا كان هذا النموذج صحيحًا، فهناك عوالم صغيرة جدًا في المجرة. ونظرًا لمدى شيوع وجود كواكب أرضية فائقة حول النجوم القزمة الحمراء، فمن الممكن أن تكون مجرة ​​درب التبانة مليئة بالكواكب الصخرية المارقة الصغيرة. سيكون العثور عليهم في الظلام البارد للفضاء بين النجوم أمرًا صعبًا.

ملحوظة: تشن، تشنغ وآخرون.الأنظمة الكوكبية المائلة هي سلائف فعالة للكواكب الحرة العائمة.” طبعة arXiv المسبقة أرخايف:2310.15603 (2023).