اكتشف علماء الفلك العديد من أنظمة الكواكب القريبة

اكتشف علماء الفلك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأماكن أخرى نظامًا جديدًا بين الكواكب في مدار مجرتنا ، على بعد 10 بارات فقط أو حوالي 33 سنة ضوئية من الأرض ، وهو أحد أقرب أنظمة الكواكب إلينا.

يوجد في قلب النظام نجم M-dwarf صغير وبارد يُدعى HD 260655 ، وقد اكتشف علماء الفلك أن له على الأقل شكلين بحجم الأرض. الكواكب. العوالم الصخرية ليست صالحة للسكن لأن مداراتها ضيقة نسبيًا ، مما يعرض الكواكب لدرجات حرارة عالية جدًا بحيث لا يمكن لسطح السائل الاحتفاظ بالمياه.

ومع ذلك ، فإن العلماء متحمسون لهذا النظام بسبب قرب نجمه وسطوعه ، مما سيعطي نظرة فاحصة على خصائص الكواكب وعلامات أي غلاف جوي قد يكون لديهم.

يقول ميشيل كونيموتو ، مدير مكتب البريد في معهد كاولي للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وأحد العلماء البارزين في هذا المجال: “يُعتبر كلا الكواكب في هذا النظام أحد أفضل الوجهات لاستكشاف الغلاف الجوي نظرًا لسطوع نجمهما”. “هل هناك جو مضطرب حول هذه الكواكب؟ هل هناك علامات على وجود ماء أو كائنات قائمة على الكربون؟ هذه الكواكب هي أحواض اختبار رائعة لهذه الدراسات.”

سيقدم الفريق نتائجه اليوم (15 يونيو) في اجتماع للجمعية الفلكية الأمريكية في باسادينا ، كاليفورنيا. يشمل أعضاء الفريق في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كاثرين هيس وجورج ريكر وسارة سيكر وآفي شبورر ورولاند واندرسبيك وجويل فيلاسينر ، مع مؤسسين مشاركين من شركات من جميع أنحاء العالم.

قوة البيانات

تم تحديد نظام الكواكب الجديد في البداية بواسطة ساتل مسح الكواكب الخارجية العابر (TESS) التابع لناسا ، وهي مهمة يقودها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا مصممة لمراقبة النجوم القريبة والمشرقة ، واكتشاف التعتيم العرضي للضوء العابر.

في أكتوبر 2021 ، كان كونيموتو ، عضو فريق TESS العلمي التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، يراقب البيانات الواردة من القمر الصناعي ، ومن وقت لآخر رصد بضع نصائح في ضوء النجوم أو العبور من النجم HD 260655.

لقد حقق الاكتشافات من خلال أنبوب البحث العلمي للبعثة ، وسرعان ما تم تصنيف الإشارات على أنها كائنين من عناصر TESS ذات الأهمية ، أو TOIs – وهي الأجسام التي تم تمييزها على أنها كواكب محتملة. تم اكتشاف إشارات مماثلة بشكل مستقل من قبل مركز عمليات العملية العلمية (SPOC) ، وهو خط أنابيب البحث الكوكبي الرسمي TESS المستند إلى NASA Ames. يخطط العلماء عمومًا لاتباع تلسكوبات أخرى للتأكد من أن الأجسام هي في الواقع كواكب.

غالبًا ما تستغرق عملية تصنيف الكواكب الجديدة ثم تأكيدها سنوات. بالنسبة إلى HD 260655 ، تم تقليل هذه العملية بشكل كبير بمساعدة بيانات الأرشيف.

بعد تحديد الكواكب المحتملة التي تدور حول Kunimoto HD 260655 ، يتطلع شرودر لمعرفة ما إذا كان قد تم رصد النجم مسبقًا بواسطة تلسكوبات أخرى. لحسن الحظ ، تم إدراج HD 260655 في استطلاع النجوم الذي تم إجراؤه بواسطة مطياف Echelle عالي الدقة (HIRES) ، وهو أداة تعمل كجزء من المختبر التشيكي في هاواي. كان HIRES يراقب النجم مع النجوم الأخرى منذ عام 1998 ، وتمكن الباحثون من الوصول إلى البيانات المتاحة بشكل عام من الدراسة.

تم إدراج HD 260655 أيضًا كجزء من دراسة مستقلة أخرى أجرتها CARMENES ، وهي أداة تعمل كجزء من مختبر Calor Aldo في إسبانيا. نظرًا لأن هذه البيانات كانت خاصة ، فقد تواصل الفريق مع أعضاء كل من HIRES و CARMENES بهدف توصيل قوة البيانات الخاصة بهم.

يلاحظ شوفر أن “هذه المفاوضات تكون أحيانًا دقيقة للغاية”. “لحسن الحظ ، اتفقت الفرق على العمل معًا التواصل البشري يكاد يكون بنفس الأهمية في الحصول على البيانات [as the actual observations]. “

الجر الكوكبي

في النهاية ، أكد المشروع المشترك بسرعة وجود كوكبين حول HD 260655 في حوالي ستة أشهر.

للتأكد من أن إشارات TESS جاءت بالفعل من كوكبين يدوران في المدار ، قام الباحثون بفحص كل من بيانات HIRES و CARMENES الخاصة بالنجم. كلا المسبارين يقيسان قوة الجاذبية للنجم ، والمعروفة أيضًا باسم السرعة الشعاعية.

يوضح كونيموتو: “كل كوكب يدور حول نجم لديه قوة جاذبية صغيرة على نجمه”. “ما نبحث عنه هو أدنى حركة لهذا النجم ، مما يعني أن جسمًا كتلته كوكب يسحبه.”

من مجموعتين من بيانات الأرشيف ، وجد الباحثون مؤشرات ذات دلالة إحصائية على أن الإشارات التي اكتشفها TESS كانت في الواقع كوكبين يدوران في المدار.

يقول شبورر: “نحن نعلم أن لدينا شيئًا مثيرًا للغاية”.

قام الفريق بعد ذلك بفحص بيانات TESS عن كثب ، بما في ذلك خصائص كلا الكواكب وفترة دورانهما وحجمهما. لقد قرروا أن الكوكب الداخلي ، المسمى HD 260655b ، يدور حول النجم كل 2.8 يوم وهو أكبر بمقدار 1.2 مرة من الأرض. الكوكب الخارجي الثاني ، HD 260655c ، يدور كل 5.7 يوم وهو أكبر 1.5 مرة من الأرض.

من بيانات السرعة الشعاعية لـ HIRES و CARMENES ، تمكن الباحثون من حساب كتلة الكواكب ، والتي ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالنطاق الذي يسحب فيه كل كوكب نجمه. وجدوا أن الكوكب الداخلي أكبر بمرتين من الأرض ، بينما الكوكب الخارجي هو ثلاثة أضعاف كتلة الأرض. من حجمها وكتلتها ، قدر الفريق كثافة كل كوكب. الكوكب الداخلي الأصغر هو أكثر كثافة من الأرض قليلاً ، بينما الكوكب الخارجي الأكبر يكون أكثر كثافة قليلاً. قد يكون كلا الكوكبين ، حسب كثافتهما ، أرضيًا أو صخريًا في التكوين.

وفقًا للباحثين ، يبلغ سطح الكوكب الداخلي 710 كلفن (818 درجة فهرنهايت) ، بينما يبلغ حجم الكوكب الخارجي 560 كلفن (548 فهرنهايت) ، بناءً على مداراتهما القصيرة.

يقول كونيموتو: “نحن نعتبر أن هذا الحد يقع خارج المنطقة الصالحة للسكن ، حيث يكون الماء السائل ساخنًا جدًا بحيث لا يمكن تواجده على السطح”.

وأضاف شرودر “لكن قد يكون هناك المزيد من الكواكب في النظام”. “هناك العديد من الأنظمة متعددة الكواكب التي توفر خمسة أو ستة كواكب ، خاصة حول النجوم الصغيرة مثل هذا. ونأمل في العثور على المزيد ، قد يكون أحدها كذلك. منطقة الموئل. هذا هو الشيء اللائق الذي يجب القيام به ، ويجب أن ينتهي عند هذا الحد “.

أعادت MIT News نشر القصة.web.mit.edu/newsoffice/) ، موقع شهير للأخبار المتعلقة بالبحوث والابتكار والتدريس في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.