الكواكب الخارجية لأمسيات الخريف

الكواكب الخارجية تنهار في سماء الليل. قد لا نتمكن من ملاحظتها مباشرةً ، لكن يمكننا استخدام النجوم المضيفة لهم كبديلين لتصورهم في أذهاننا.

تُظهر وجهة نظر هذا الفنان كوكب كوكب المشتري خارج المجموعة الشمسية الحار 51 Pegasi b ، الذي يدور حول نجم 51 Peg على بعد حوالي 50 سنة ضوئية من الأرض. وجدت في عام 1995 ، كان أول كوكب خارج المجموعة الشمسية اكتشف حول نجم عادي. يدور حول 4.7 مليون كيلومتر من النجم وله درجة حرارة سطح تقدر بحوالي 1000 درجة مئوية!
ناسا / مختبر الدفع النفاث - Caltech

أتحدث عادةً عن أشياء يمكنك رؤيتها فعليًا في السماء ، لكننا في هذه المرة نستثنى من ذلك تضمين الكواكب الخارجية ، التي لا يمكن رؤيتها في التلسكوب. بالتأكيد ، والمضي قدما والضحك ، ولكن أعطني دقيقة لشرح. أتفهم شكوكك ، لكن العدد الهائل من الكواكب الخارجية - 3،878 منتشرة عبر 2،896 نظامًا كوكبيًا اعتبارًا من 14 نوفمبر 2018 - يجبرني على التعرف عليهم كأهداف مراقبة مشروعة.

الكواكب الخارجية ، التي تسمى أيضًا الكواكب الموجودة خارج المجموعة الشمسية ، هي كواكب تدور حول نجوم أخرى غير الشمس. لقد تم تسميتها باسم شمس المضيف الخاصة بها متبوعة بالحرف "b" لاكتشاف الكوكب الأول ، "c" للثاني ، وهكذا.

تدور الغالبية العظمى حول النجوم البعيدة في كتالوجات غامضة ، ولكن هناك عشرات من النجوم ترافق النجوم المجردة. على الأقل يمكننا أن ننظر إلى هذه النجوم ونتخيل كواكب ضخمة بحجم كوكب المشتري تدور ذهابًا وإيابًا حولها تمامًا مثل الأجرام السماوية الثمانية الرخامية التي تحاصرها شمسنا.

تم اكتشاف جميع الكواكب الخارجية المميزة لدينا باستثناء اثنتين باستخدام طريقة السرعة الشعاعية ، التي تكتشف عندما يسقط كوكب على نجمه المضيف ويؤدي إلى تغيير سرعته المدارية بطريقة دورية. يقيس الفلكيون تغيرات السرعة من خلال ملاحظة تحول طفيف في لون ضوء النجم عندما يقترب (أزرق) وينحسر (أحمر).
مرصد Las Cumbres / CC BY-NC 2.0

معظم من المدرجين في القائمة هم كوكب مشتر حار ، وعوالم ضخمة ، وكوكب المشتري تدور بالقرب من نجومهم الأم للحصول على خبز من أشعة النجوم ولكن أيضًا لممارسة لعبة جر ثقيلة قابلة للقياس. يؤدي سحب الكوكب إلى وصف النجم دائرة صغيرة حول مركز كتلة النظام. مع اقتراب الأرض بالتناوب وانحسارها ، يقوم علماء الفلك بقياس سرعة النجم المتغيرة - التي تسمى سرعتها الشعاعية - لتحديد كتلة الكوكب وخصائصه الأخرى.

Fomalhaut b هو واحد من الكواكب القليلة التي لدينا صورة مباشرة. تم التقاط هذه الصور بواسطة تلسكوب هابل الفضائي وإظهار قرص كوكب خارج المجموعة الشمسية وحطام صخري حول فومالهاوت. تم حجب الضوء من النجم نفسه لإظهار محيطه بشكل أفضل.
ناسا / وكالة الفضاء الأوروبية

تجتذب الكواكب الضخمة التي تدور حول أشعة الشمس الأم عن كثب ويتم اكتشافها بسهولة أكبر من الكواكب الصغيرة الشبيهة بالأرض في المدارات البعيدة. كوكب المشتري ، على سبيل المثال ، يخترق الشمس حول لحن 13 مترا في الثانية في حين أن الأرض أقل كتلة ضخمة تدير فقط 9 سنتيمترات في الثانية. يمكن لمقاييس الطيف الحالية ، التي تقيس انزياح الضوء الأحمر والانتحار الأزرق الناجم عن التغيرات في السرعة ، اكتشاف تغيرات السرعة إلى أقل من متر واحد في الثانية.

تمت معالجة هذه الصورة الزائفة القريبة من الأشعة تحت الحمراء لإزالة معظم الضوء المبعثر من النجمة Kappa Andromedae (المقنعة في المنتصف). يدور رفيق "جوبيتر جوبيتر" Kappa And b (الجزء العلوي الأيسر) حول نجمه عند حوالي 55 أو حوالي 1.8 مرة عن نجمه المضيف عن نبتون من الشمس. يظهر مدار نبتون للمقارنة (دائرة متقطعة). تشير النقطة البيضاء التي تحمل علامة الرفيق إلى وجود إشارة في جميع الأطوال الموجية القريبة من الأشعة تحت الحمراء ، في حين تمثل النقط الملونة الضوضاء المتبقية.
NOAJ / Subaru / J. Carson (College of Charleston) / CC BY-SA 3.0

كما تم العثور على عدد كبير من الكواكب الخارجية من خلال مراقبة الخبو الدوري للنجم المضيف عندما يمر كوكب أمامه ، باستخدام ما يسمى طريقة النقل. استخدم تلسكوب كيبلر الفضائي المنقطع حديثًا هذه الاستراتيجية لاكتشاف ما يقرب من 2700 كوكب! هناك العديد من الطرق لاستخراج الكواكب المدفونة في ضوء نجم المضيف ، بما في ذلك الاستدلال المصغر للجاذبية ، والتوقيت النابض ، والتصوير المباشر.

ستساعدك هذه الخريطة في تحديد بعض النجوم الـ 19 التي تدور حولها الكواكب الخارجية المرئية في سماء الخريف من خطوط العرض الوسطى الشمالية. تم العثور على تفاصيل حول كل منها في الجدول في نهاية المقالة.
Stellarium مع الإضافات من قبل المؤلف

صورت كواكب على قائمتنا مباشرة - Fomalhaut b and Kappa (κ) و b. تم اكتشاف كل الباقي عبر اختلافات السرعة الشعاعية. Fomalhaut b ، أحد أقرب الكواكب الخارجية على بعد 25.1 سنة ضوئية فقط ، يدور حول حافة قرص الحطام (planetesimals؟) 115 au من نجمه المضيف. كواكب Kappa Andromedae و Fomalhaut تدوران حول شمسها المضيفة ببطء شديد بفترات 877 سنة و 589 سنة على التوالي.

الديبران هو أحد ألمع النجوم التي تستضيف كوكب خارج المجموعة الشمسية. في 6.5 أضعاف كتلة كوكب المشتري ، يدور حول حوالي 45 ٪ من نجمه من الأرض من الشمس. مثل العديد من كواكبنا المميزة ، إنها كوكب المشتري الساخن مع درجة حرارة حوالي 1،230 درجة مئوية (2،240 درجة فهرنهايت).
Stellarium مع الإضافات من قبل المؤلف

توضح نظرة على الجدول أدناه أن Tau (τ) Ceti لديها أقل الصحابة ثقلًا مع اثنين من كواكبها الأربعة التي لا تزيد مساحتها عن كتلة الأرض ، والتي تبلغ 0.003 أضعاف كتلة كوكب المشتري أو 0.003 M J. الكوكب الهائل هو Upsilon (υ) و d مع كتلة 23.6 مرة من كوكب المشتري. يبدو أن أصواتًا كهذه من الصعب جدًا الوقوف على هذا الكوكب ، ومع ذلك لا تزال بعيدة كل البعد عن أن تكون هائلة بما يكفي لإطلاق الهيدروجين داخل القلب وتصبح نجماً. وهذا يتطلب حوالي 75 كوكب قيمة المواد.

هناك أربعة نجوم تدور حول كوكب خارج المجموعة الشمسية تعود إلى السماء الشمالية ، بما في ذلك كوكب مشرق في ذا ليتل ديبر.
Stellarium مع الإضافات من قبل المؤلف

حتى إذا لم تتمكن من رؤية أصحابها من الكواكب ، فانظروا إلى أي من هذه النجوم في الليلة التالية الصافية - جميعهم مرئيين بالعين المجردة - واستمتعوا اليقين بمعرفة أن الكواكب تدور حولهم بكل تأكيد مثل الكواكب المألوفة التي تدور حول شمس. إن جيلنا هو الجيل الأول في التاريخ الذي يعرف هذا كحقيقة بدلاً من المضاربة.

الكواكب أدناه مدرجة في ترتيب الصعود الصحيح من الغرب إلى الشرق:

اسمتاريخ الاكتشافطريقة، أسلوبكتلة (كوكب المشتري)المدارينجمة ماج.
11 UMi ب2009السرعة الشعاعية10.5 م. ي516 يوما5.0
Beta (β) UMi b2014السرعة الشعاعية6.1 م. ي522 يوم2.0
42 د2009السرعة الشعاعية3.9 م. ي479 يوما4.8
18 دل ب2008السرعة الشعاعية10.3 م. ي993 يوما5.5
51 شماعة ب1995السرعة الشعاعية0.5 م ي4.2 يوم5.5
فومالهاوت ب2008التصوير المباشر3.0 م. ي877 سنة1.2
91 Aqu b2003السرعة الشعاعية3.2 م. ي181 يوم4.2
14 و ب2008السرعة الشعاعية5.3 م. ي186 يوما5.2
كابا ( ) وب2013التصوير المباشر13.0 م589 سنة4.2
جاما ( ) Cep b2003السرعة الشعاعية11.1 م. ي903 يوما2.5
إيتا ( ) Cet b ، c2014السرعة الشعاعية2.6 M J ، 3.3 M J404 يوما ، 752 يوما3.5
Ups ( ) و b ، c ، d ، e19962010السرعة الشعاعية0.6 M J ، 9.1 M J ، 23.6 M J ، 1.1 M J4.6 د إلى 10.5 سنة4.1
Tau ( ) Ceti e، f، g، h20122017السرعة الشعاعية0.006 M J إلى 0.012 M J20 إلى 636 يومًا3.5
ألفا ( ) آري ب2011السرعة الشعاعية1.8 م ي381 يوما2.0
75 Cet ب2012السرعة الشعاعية3.0 م. ي692 يوم5.4
81 Cet ب2008السرعة الشعاعية5.3 م. ي953 يوما5.7
إبسيلون ( ) Eri b2000السرعة الشعاعية0.8 م. ي7.4 سنوات3.7
سيجما (σ) لكل ب2014السرعة الشعاعية6.5 م. ي580 يوم4.4
الديبران ب1998السرعة الشعاعية6.5 م. ي628 يوما0.9