اكتشاف كوكب بحجم الأرض في “فنائنا الخلفي الشمسي”

“إنه كوكب مفيد لأنه قد يكون مثل الأرض المبكرة.”

HD 63433d، كوكب جديد بحجم الأرض اكتشفه علماء الفلك في أقرب مدار له حول نجم شاب يشبه الشمس، يقدم لمحة نادرة عن المراحل الأولى من تطور الكواكب.

اكتشف فريق من علماء الفلك كوكبًا أقرب وأصغر سنًا من أي عالم آخر بحجم الأرض تم تحديده على الإطلاق. إنه عالم حار بشكل ملحوظ، ويمثل قربه من كوكبنا ونجم مثل شمسنا فرصة فريدة لدراسة كيفية تشكل الكواكب.

دراسة جديدة نشرت مؤخرا تصف كوكبا جديدا مجلة علم الفلك. ميليندا سواريس-فورتادو، ناسا زميل هابل في جامعة ويسكونسن ماديسون، والذي سيبدأ العمل كأستاذ لعلم الفلك في الجامعة في الخريف، وخريج جامعة ويسكونسن ماديسون مؤخرًا بنيامين كابيسترانت، وهو الآن طالب دراسات عليا جامعة فلوريداقاد الدراسة مع مؤلفين مشاركين من جميع أنحاء العالم.

يقع الكوكب الشاب الساخن HD 63433d، الذي يبلغ حجمه حجم الأرض، بالقرب من نجمه في مجرة ​​Ursa Major، في حين يدور كوكبان مجاوران بحجم صغير لنبتون – تم تحديدهما في عام 2020 – على مسافة بعيدة. الائتمان: أليسا يانكوفسكي

يقول سواريس-فورتادو: “إنه كوكب مفيد لأنه قد يكون مثل الأرض المبكرة”.

إليك ما يعرفه العلماء عن الكوكب:

• ويسمى الكوكب HD 63433d، وهو الكوكب الثالث الذي يدور حول نجم يسمى HD 63433.
• HD 63433d قريب جدًا من نجمه لدرجة أنه يكمل رحلة كل 4.2 يومًا.
• يقول سواريس-فورتادو: “حتى لو كان في مدار قريب جدًا، يمكننا استخدام بيانات المتابعة للبحث عن أدلة على انبعاث الغاز وفقدان الغلاف الجوي، وهو ما يمكن أن يشكل قيودًا مهمة على كيفية تشكل العوالم الأرضية”. “ولكن هذا هو المكان الذي تنتهي فيه أوجه التشابه – وتنتهي بشكل درامي“.
• بناءً على مداره، فإن علماء الفلك متأكدون نسبيًا من أن HD 63433d مغلق مديًا، مما يعني أن أحد جوانبه يواجه نجمه بشكل دائم.
• يصل هذا الجانب إلى 2300 درجة وحشية فهرنهايت ويمكن أن تتدفق الحمم البركانية، بينما يكون الجانب الآخر مظلمًا دائمًا.

ما تحتاج لمعرفته حول نجم الكوكب:

• HD 63433 هو نفس حجم ونوع النجم مثل شمسنا، ولكن (حوالي 400 مليون سنة) هو أقل من عُشر عمر شمسنا.
• يبعد النجم حوالي 73 سنة ضوئية عن شمسنا، وهو جزء من مجموعة من النجوم تتحرك معًا وتشكل كوكبة الدب الأكبر، والتي تضم الدب الأكبر.
• يقول سواريس-فورتادو: «في ليلة مظلمة في ماديسون، يمكنك أن ترى [HD 63433] من خلال زوج جيد من المناظير.”

يقع الكوكب الشاب الساخن HD 63433d، الذي يبلغ حجمه حجم الأرض، بالقرب من نجمه في مجرة ​​Ursa Major، في حين يدور كوكبان مجاوران بحجم صغير لنبتون – تم تحديدهما في عام 2020 – على مسافة بعيدة. الائتمان: أليسا يانكوفسكي

كيف اكتشف العلماء الكوكب:

• يتعاون مؤلفو الدراسة في مشروع لصيد الكواكب يسمى THYME. وفي عام 2020، استخدموا بيانات من القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة التابع لناسا لتحديد اثنين من الكواكب الصغيرة.نبتون-حجم الكواكب التي تدور حول HD 63433.
• منذ ذلك الحين، تيس وقام بأربع ملاحظات أخرى للنجم، وقام بتجميع بيانات كافية للباحثين لاكتشاف عبور HD 63433d بين النجم والقمر الصناعي.

ماذا يأتي بعد ذلك:

• شارك في دراسة جامعة ويسكونسن ماديسون، طالب الدراسات العليا أندرو سي. يعتقد تسعة باحثين، بمن فيهم الطالبة الجامعية أليسا يانكوفسكي وأستاذة علم الفلك في جامعة ويسكونسن ماديسون جولييت بيكر، أن هناك الكثير لنتعلمه من HD 63433d.
• يتم وضع هذا الكوكب بشكل فريد لمزيد من الاستكشاف. وعلى نحو متزايد، تعمل أدوات مثل تلسكوب جنوب أفريقيا الكبير أو مرصد WIYN في أريزونا (وكلاهما ساعدت جامعة ويسكونسن ماديسون في تصميمهما وبنائهما) على جعل نجمه الشاب المفعم بالحيوية مرئيًا من نصفي الكرة الشمالي والجنوبي. .
• والنجم أقرب من حيث الحجم من العديد من مجسات سواريس-فورتادو، مما يوفر فرصًا لتطوير طرق جديدة لسبر الغازات الهاربة من باطن الكوكب أو قياس مجاله المغناطيسي.

يقول سواريس-فورتادو: “إنها بمثابة الفناء الخلفي للطاقة الشمسية، وهو أمر مثير نوعًا ما”. “ما نوع المعلومات التي يمكن أن يقدمها نجم بمثل هذا النظام المزدحم؟ كيف يمكن أن يساعدنا هذا في البحث عن الكواكب من بين 100 نجم آخر مماثل في هذه المجموعة الشابة؟”

المرجع: “TESS Hunt للبحث عن الكواكب الخارجية الشابة والناضجة (THYME).” الحادي عشر. كوكب بحجم الأرض يدور حول المجموعة المتحركة 400 مير أورسا ميجور، بنيامين ك. كابيسترانت، ميليندا سواريس-فورتادو، أندرو فاندربيرج، أليسا يانكوفسكي، أندرو دبليو. مان، غابرييل روز، جريجور ناتالي ر. هينكل، جولييت بيكر، كريستيان ماجليانو، ماري آن ليمبو، ألكسندر ب. ستيفن، أندرو سي. تسعة، بنيامين م. توفيليماير، آدم ل. كروس، ستيفن جياكالون، جوشوا ن. وين، أليسون بيريلا، لوك ج. بوما، ديفيد ر. سياردي، كارين أ. كولينز، جيوفاني جوفان، زوي إل. دي بيرز، تشيلسي إكس. هوانغ، جون م. جينكينز، لورا كريتبيرج، ديفيد دبليو. لاثام، صموئيل ن. كوين، سارة سيجر، آفي شبورير، جوزيف. د. تويكن، بيل فولر، رولاند ك. فاندرسبيك، وريكاردو يارزا، وكارل زيجلر، 10 يناير 2024، مجلة علم الفلك.
دوى: 10.3847/1538-3881/ad1039

تم دعم هذا البحث جزئيًا من خلال المنح المقدمة من NASA (HST-HF2-51493.001-A، 21-ASTRO21-0068 وXRP 80NSSC21K0393) والمؤسسة الوطنية للعلوم (AST-2143763، PHY-2210453 و021).