يجد علماء الفلك 18 كوكبا خارج المجموعة الشمسية بحجم الأرض في بيانات كبلر

مقارنة الحجم مع الأرض ، نبتون و 18 كوكبا خارج المجموعة الشمسية المكتشفة حديثا. ألن يكون من الرائع رؤية التفاصيل السطحية عن هذه العوالم الجديدة؟ الصورة عبر NASA / JPL (نبتون) ، ناسا / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / نورمان Kuring (الأرض) ، MPS / رينيه هيلر.

يمكن أن تكون الكواكب الخارجية التي تشبه الأرض مثلها مثل بعض من أكثرها صعوبةً ، لكن أعدادها في تزايد ، والآن أضاف علماء من معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي وجامعة غوغتن في غوتنغن ومرصد سونبيرغ 18 المزيد الكواكب الخارجية إلى قائمة التوسع المستمر (اعتبارًا من 1 مايو 2019 ، كان هناك 4058 كوكبًا مؤكدًا في 3033 نظامًا ، مع وجود 658 نظامًا لأكثر من كوكب واحد). تم العثور على جميع الكواكب الخارجية الثمانية عشر الجديدة خلال إعادة تحليل البيانات من مهمة صيد كوكب كيبلر للفضاء الفضائي ذات الفعالية العالية ، باستخدام خوارزمية بحث أكثر حساسية تسمى ترانزيت لايتس سكويرز .

يمكن العثور على الثمار الأولى للخوارزمية الجديدة في النتائج التي استعرضها النظراء والتي نشرت في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية في ورقتين جديدتين ، هنا وهنا. نُشرت الورقة الأولى ، التي تركز على الكواكب الخارجية K2-32e ، قبل بضعة أسابيع ، ونشرت الورقة الثانية المتعلقة بالكواكب الخارجية السبعة عشر الأخرى في 21 مايو 2019.

هذه العوالم التي تم العثور عليها حديثًا هي بعض من أصغرها التي تم اكتشافها حتى الآن. يتراوح حجمها من 69 في المائة فقط من قطر الأرض (EPIC 201497682.03 ، 831 سنة ضوئية) إلى ما يزيد قليلاً عن ضعف مساحة الأرض. كلهم كانوا يختبئون في بيانات كبلر ، ولم يتم العثور عليهم في عمليات البحث السابقة لأن خوارزميات البحث لم تكن حساسة بدرجة كافية. مثل العديد من صيادي الكواكب الخارجية الأخرى ، استخدم كيبلر طريقة العبور ، حيث يمر كوكب أمام نجمه ، كما يتضح من وجهة نظرنا هنا على الأرض. بينما يمر الكوكب أمام النجم ، فإنه يحجب كمية ضئيلة من الضوء القادم من النجم ، والذي يمكن قياسه بعد ذلك بواسطة علماء الفلك. كما أوضح رينيه هيلر من معهد ماكس بلانك ، أول مؤلف لكلا الورقتين:

تحاول خوارزميات البحث القياسية تحديد الانخفاضات المفاجئة في السطوع. في الواقع ، يبدو أن القرص النجمي أغمق قليلاً عند الحافة عنه في الوسط. عندما يتحرك كوكب أمام نجم ، فإنه بذلك يحجب في البداية ضوء نجوم أقل مما كان عليه في منتصف وقت العبور. الحد الأقصى يعتم النجم يحدث في مركز العبور قبل النجم يصبح أكثر إشراقا تدريجيا مرة أخرى.

مفهوم الفنان لـ Kepler-186f ، أول كوكب خارج المجموعة الشمسية بحجم الأرض وجد يدور في منطقة صالحة لنجمه. تم العثور على عدد متزايد من هذه العوالم في السنوات الأخيرة ، بما في ذلك 18 كوكبا خارج المجموعة الشمسية الجديدة التي أعلنت للتو. الصورة عبر NASA Ames / JPL-Caltech / T. بايل.

كما هو متوقع ، فإن الكواكب الكبيرة هي الأسهل في اكتشافها ، لأنها تمنع المزيد من الضوء من نجومها أثناء العبور. يمكن بسهولة تفويت كمية الضوء المحجوبة بواسطة الكواكب الصغيرة ، حيث قد يكون من الصعب التمييز بين تقلبات السطوع الطبيعي للنجم نفسه وضجيج الخلفية الذي يعد جزءًا من هذه الأنواع من الملاحظات.

تعمل خوارزمية Transit Least-Squares الجديدة على تحسين حساسية طريقة النقل ، مما يسهل العثور على كواكب أصغر مثل Earth ، كما قال Michael Hippke من Sonneberg Observatory:

تساعد الخوارزمية الجديدة لدينا على رسم صورة أكثر واقعية لسكان المجموعة الشمسية في الفضاء. تشكل هذه الطريقة خطوة مهمة للأمام ، خاصة في البحث عن كواكب شبيهة بالأرض.

تم العثور على جميع الكواكب الجديدة في بيانات من الجزء K2 من مهمة كبلر. بدأت المرحلة K2 بعد انتهاء المهمة الأولية في عام 2013 ، بعد الأعطال التقنية بعجلات رد فعل التلسكوب ، والتي ساعدت في الحفاظ على ثبات كبلر مستقرًا لرصد النجوم (K2 ثم انتهى في 2018). أعاد هؤلاء الباحثون تحليل 517 نجمًا من K2 كانت معروفة بوجود كوكب واحد على الأقل لكل منها.

تبحث طريقة النقل عن الكواكب الخارجية أثناء مرورها أمام نجومها. تستطيع خوارزمية Transit Least-Squares الجديدة والأكثر حساسية اكتشاف كواكب أصغر مثل الأرض. الصورة عبر ناسا / SDO (أحد) ، MPS / ريني هيلر.

فما هي هذه الكواكب الجديدة مثل؟

معظمهم ، لسوء الحظ ، ليسوا مرشحين جيدين للحياة ، يدورون حول نجومهم أقرب من أي وقت مضى ، مع درجات حرارة تتراوح بين أكثر من 212 درجة فهرنهايت (100 درجة مئوية) إلى 1832 درجة فهرنهايت (1000 درجة مئوية). ومع ذلك ، يدور أحدها ، EPIC 201238110.02 ، داخل منطقة النجم الصالحة للسكن ، وهي المنطقة المحيطة بنجمة حيث يمكن أن توجد مياه سائلة. EPIC 201238110.02 هو 1.87 مرة قطر الأرض و 522 سنة ضوئية.

يدور الكوكب الأول ، K2-32e ، حول النجم EPIC 205071984 وهو رابع كوكب معروف في هذا النظام. الكواكب الثلاثة الأخرى كلها بحجم نبتون.

من المتوقع الآن أن يكون بإمكان الفلكيين - باستخدام المربعات الصغرى الأقل - العثور على 100 كواكب أخرى بحجم الأرض على الأقل في البيانات من مرحلة مهمة كيبلر الأولية. هذا يبشر بالخير لاكتشاف العديد من هذه العوالم الأخرى باستخدام التلسكوبات الأخرى ، مثل القمر الصناعي TESS المداري التابع لناسا ، وهو أحدث عضو في عائلة صيد الكوكب ، التي التقطت المكان الذي توقفت فيه كيبلر.

تعتبر PLATO التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية مهمة أخرى ستستفيد من هذه النتائج باستخدام الخوارزمية الجديدة ، وفقًا لوران جيزون ، المدير الإداري لمعهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي:

هذه الطريقة الجديدة مفيدة بشكل خاص للتحضير لمهمة PLATO القادمة التي ستطلقها وكالة الفضاء الأوروبية في عام 2026.

تم اكتشاف 18 كوكبا خارج المجموعة الشمسية الجديدة في بيانات من تلسكوب كبلر الفضائي ، الذي أنهى مهمته في أواخر عام 2018. الصورة عبر وكالة ناسا.

من المتوقع أن تجد التلسكوبات المستقبلية ، الفضائية منها والبرية ، الآلاف من الكواكب الخارجية الأخرى في السنوات المقبلة ، بما في ذلك تلك التي بحجم الأرض ، مثل هذه 18 مركبة جديدة. بعض التلسكوبات ، مثل مقراب جيمس ويب الفضائي القادم من ناسا ، ستكون قادرة أيضًا على تحليل أجواء بعض تلك العوالم البعيدة ، بحثًا عن الغازات النزرة التي قد تكون علامة على الحياة.

الخلاصة: مع وجود 18 كوكبا آخر من الكواكب الخارجية بحجم الأرض التي كانت مختبئة في بيانات كبلر ، يواصل علماء الفلك التأكيد على أنه لا يوجد هذا النوع من العالم الصخري في أماكن أخرى فحسب ، بل إنه شائع أيضًا. لا يزال مجهولاً كم منهم قد يكون صالحًا لنوع من أنواع الحياة ، لكن هذه الاكتشافات تقربنا من العثور على الدليل الأول للحياة خارج نظامنا الشمسي.

المصدر: مسح المربعات الصغرى - أولاً: اكتشاف كوكب بحجم الأرض والتحقق منه في نظام الكوكب الأربعة K2-32 بالقرب من الرنين 1: 2: 5: 7

المصدر: مسح المربعات الصغرى - II. اكتشاف والتحقق من 17 كواكب جديدة من الأرض إلى فائقة الحجم في أنظمة متعددة الكواكب من K2

عبر معهد ماكس بلانك لأبحاث النظام الشمسي