هل أغرب ترانزيتور من ستار تابي؟

مفهوم الفنان الذي يعرض 5 من 7 من الكواكب الخارجية ذات الحجم الأرضي التي تدور حول النجم TRAPPIST-1. تم اكتشاف هذه الكواكب من خلال وسائل النقل ، أي عندما مرّت أمام نجمها كما يُرى من الأرض. وبالمثل ، كشفت بيانات المركبة الفضائية Kepler عن 28 عبورًا في نظام النجم الثنائي HD 139139 ، الملقب بـ Random Transiter. ولكن - في حين أن الكواكب TRAPPIST-1 لها مدارات دورية ومستقرة - فإن مدارات الكائنات في نظام HD 139139 هي بشكل مفرط ، بشكل جيد ... عشوائية. الصورة عبر وكالة ناسا / JPL-Caltech / نيوزويك.

هل تتذكر نجمة العتاب التي لاحظها تلسكوب كبلر الفضائي؟ هذا النجم مع الانخفاضات الغريبة في السطوع والتي لم يتم شرحها بالكامل حتى الآن؟ تراوحت النظريات بين مجموعات من المذنبات إلى تفكك الكواكب وحتى البنى الضخمة الغريبة ، وقد تم تحديد أن الغبار متورط بطريقة ما. ولكن الآن ، هناك اكتشاف جديد - تم وصفه لأول مرة علنًا من قبل عالم الفلك الذي يصطاد الكوكب هيو أوسبورن في 29 يونيو 2019 - والذي قد يكون محيرًا أكثر من نجم تابي. يتم استدعاء Random Transiter. باختصار ، تم العثور على هذا النجم ، الذي رآه كيبلر أيضًا ، على مدار 87 يومًا للخضوع لما يصل إلى 28 عبورًا ، أي 28 كائنًا يمر أمام النجم ، يشبه تمامًا الكواكب. المشكلة هي أنه لا يوجد دليل على وجود مدارات دورية منتظمة لهذه الأجسام الثمانية والعشرين ، كما هو متوقع للكواكب. ومن هنا فإن moniker Random Transiter. ماذا يحدث؟

وقد لاحظ علماء الفلك المواطنون النتائج غير العادية لأول مرة عند الاطلاع على بيانات كبلر في ربيع عام 2018 ، وقد نُشرت للتو أول ورقة تمت مراجعتها من قِبل النظراء في 28 يونيو 2019 على ARXiv.

عالم الفلك هيو أوسبورن. لقد كان أول من وصف علناً Random Transiter ، في مدونته Lost in Transits. يمكنك أيضًا العثور عليه عبرexohugh على Twitter.

منحنى ضوء كبلر من HD 139139 ، مما يدل على عبور غريب. اللوحة العلوية: 87 يومًا خفيفًا. لوحة الأوسط: lightcurve بعد تصفية التحويرات البطيئة بسبب بقع النجوم والاتجاهات التي تنتج عن معالجة البيانات. هناك 28 أحداث تشبه العبور. اللوحة السفلية: شريحة أقصر من 15 يومًا من الضوء الفاتح تحتوي على أربعة أحداث شبيهة بالترانزيت. الصورة عبر Rappaport et al / arXiv.

أعقب هذا المنشور ، في الأيام التي تلت ذلك ، نقاش ساخن حول Twitter و Reddit. من الملخص:

لقد حددنا نجمًا ، EPIC 249706694 (HD 139139) ، تم ملاحظته خلال حملة K2 15 مع مهمة Kepler الموسعة التي تظهر أنها تظهر 28 حدثًا شبيهًا بالترانزيت على مدار الملاحظة التي استمرت 87 يومًا. الجانب غير الاعتيادي لهذه الانخفاضات ، التي يبلغ عمق كل منها 200 إلى 80 جزءًا في المليون ، باستثناء اثنتين منها ، هو أنها لا تظهر عليها أي فترات دورية ، كما أن أوقات وصولها يمكن أن يتم إنتاجها بواسطة مولد الأرقام العشوائية. نظهر أنه لا يمكن أن يكون أكثر من أربعة من الأحداث جزءًا من تسلسل دوري. لقد أجرينا عددًا من اختبارات جودة البيانات للتأكد من أن هذه الانخفاضات ذات أصل فيزيائي فلكي ، وعلى الرغم من أننا لا نستطيع أن نكون متأكدين تمامًا من أن هذا هو الحال ، إلا أنها تحمل جميع السمات المميزة للتغيرات الفيزيائية الفلكية على أحد نجمين مضيفين محتملين (من المحتمل وجود ارتباط الزوج) في الفتحة الضوئية. نستكشف عددًا من الأفكار حول منشأ هذه الانخفاضات ، بما في ذلك عبور كوكب فعلي بسبب كواكب متعددة أو انبعاث غبار ، TTVs كبيرة بشكل غير طبيعي ، عبور S- و P في أنظمة ثنائية [انظر الرسم البياني أدناه] ، مجموعة من الغبار التي تنبعث منها الكويكبات ، والنشاط ipperdipper- نجوم ، ونقاط النجوم قصيرة العمر. يبدو أن جميع سيناريوهات العبور التي استطعنا استحضارها تفشل ، في حين أن فرضية التباين النجمية الجوهرية ستكون جديدة وغير مجربة.

رسم تخطيطي لنظام النجوم الثنائية (دوائر رمادية) يحتوي على كواكب: واحد على مدار من نوع P (نوع كوكبي ، دائري) وواحد على مدار من نوع S (نوع القمر الصناعي). لا لتوسيع نطاق. نظر علماء الفلك في هذه المدارات المحتملة عند محاولة شرح العارض العشوائي. الصورة عبر Philip D. Hall / ويكيميديا ​​كومنز.

وفقًا لأندرو فاندربرج ، عالم فلك في جامعة تكساس في أوستن:

لم نر أي شيء مثل هذا في Kepler [بيانات المركبة الفضائية] ، ونظر Kepler في 500000 النجوم.

النجم ، HD 139139 ، هو نجم ثنائي يبعد حوالي 350 سنة ضوئية عن الأرض ، ويبلغ عمره نجمة تشبه الشمس حوالي 1.5 مليار سنة ، والآخر أصغر قليلاً.

لاحظت المركبة الفضائية كيبلر هنتر هذا النجم لمدة 87 يوما خلال الجزء K2 الثانوي من مهمتها. عندما تم تحليل البيانات ، شوهد 28 انخفاضًا في سطوع النجم ، تمامًا كما ترى عندما تنتقل الكواكب من نجم. لقد استخدم علماء الفلك هذه الانخفاضات بنجاح كبير في ضوء النجوم - الذي رآه كيبلر والآن المركبة الفضائية تيس ، خليفة كبلر - للعثور على مرشحين جدد للكوكب.

ولكن هذه الانخفاضات 28 ل HD 139139 بدت غريبة. ليس فقط عددهم - هذا سيكون عددًا كبيرًا من الكواكب ، أو عددًا أقل من الكواكب في مدارات قصيرة للغاية حول النجوم - ولكن أيضًا لم يظهروا أي علامات على الدوران ، كما هو متوقع مع الكواكب. استمر كل تراجع بين حوالي 45 دقيقة إلى 7.5 ساعة ، وهي أوقات قصيرة جدًا للكواكب المدارية ما لم تكن جميعها قريبة من النجم. ولكن إذا كان كل كوكب يدور حوله بالسرعة المستخلصة ، فمن المفترض أن يكون كيبلر قد شاهد عدة مرات من المرور العابر خلال الثمانين يومًا ، لكنه لم يحدث. هذا يدل على أن المدارات أكثر عشوائية بطريقة أو بأخرى ، ليست لطيفة وأنيقة مع كل كوكب يدور في عدد معين من الساعات أو الأيام كما يتضح عادة.

أيضًا ، كان عمق جميع أجزاء العبور باستثناء جزء واحد 200 جزء في المليون. يُترجم هذا إلى 27 كائنًا جميعها بنفس الحجم تقريبًا ، أي حوالي 50٪ أكبر من الأرض. الكائن الآخر سيكون تقريبا ضعف هذا الحجم. مما شاهده علماء الفلك حتى الآن من حيث الكواكب الخارجية ، سيكون من غير المعتاد وجود 27 كوكبًا من نفس الحجم في نظام كوكبي واحد. بالإضافة إلى أن هذه الكواكب لا يبدو أنها تدور كما تفعل الكواكب العادية. لذا ، إذا لم تكن كواكب ، فما هي؟

في السنوات الأخيرة ، تم اعتبار نجمة Tabby (نجمة الفنان هنا) أغرب نجم معروف في مجرتنا. ولكن الآن قد يأخذ Random Transiter هذا اللقب. الصورة عبر NASA / JPL / Caltech / جامعة فاندربيلت.

لقد مر أكثر من عام على هذه الملاحظات الآن ، ولا يزال علماء الفلك ليس لديهم تفسير سهل. في الوقت الحالي ، هناك عدد كبير من النظريات التي يتم النظر فيها ، ولكن جميعها لديها مشاكل حتى الآن. كما أوضح الفلكي هيو أوسبورن ، تشمل هذه:

- كواكب متعددة . أول احتمال واضح ، ولكن سيكون غير عادي للغاية ، كما لوحظ بالفعل. لا يزال هذا هو الحال حتى لو كان 14 كواكب تسبب في انخفاضين لكل منهما ، بغض النظر عن النجم الذي يدور حوله في النظام الثنائي. يحتوي نظام TRAPPIST-1 على سبعة كواكب معروفة بحجم الأرض ، ولكن جميعها تدور حول النجم بطريقة طبيعية ، مع مدارات ثابتة ودورية.

- كوكب متفتت . يجب أن يُظْهِر ، لكن حتى الكوكب المتفتت يجب أن يُظهر دورية ، مسبباً عبورًا في نفس النقطة في كل مدار. أيضًا ، تحدث الانخفاضات في HD139139 بخمسة ساعات على الأقل. من المحتمل أن يكون هذا المدار غير مستقر ويتعارض أيضًا مع الانخفاضات التي تستمر لفترة أطول من خمس ساعات.

- الكويكبات التي ينبعث منها الغبار . هذا مشابه لفكرة الكوكب المتفتت ، لكن مع أجسام أصغر متعددة. المشكلة ، مع ذلك ، هي أن العبور كلها تقريبا نفس العمق. يجب أن تنتج كتل الكويكبات غيومًا غبارية أكثر تباينًا في الحجم. سيتعين عليهم جميعًا أن يكونوا في المدار الصحيح تمامًا لإنتاج سحب غبار بحجم الكوكب.

- الكواكب في النظام الثنائي . إذا كانت النجوم تتحرك ، فلن ينتج كل مدار مدارً. قد ينجح هذا ، لكن في هذه الحالة ، يجب أن يكون نظام النجوم الثلاثية ، مع وجود نجم آخر غير مرئي. ستحتاج الفترات المدارية للكواكب والثنائي الرئيسي إلى أن تكون قصيرة للغاية ، ولم يتمكن الفريق من العثور على نظام مستقر يطابق البيانات. بالإضافة إلى ذلك ، استبعدت قياسات السرعة الشعاعية هذا النظام الثلاثي.

يمكن أن يكون سبب العبور من شيء مصطنع ، مثل كائنات تشبه الكرة دايسون متعددة؟ ربما ، ولكن من السابق لأوانه القول بطريقة أو بأخرى ، والتفسيرات الطبيعية يجب أن يتم القضاء عليها أولاً. هذه الصورة - التي يطلق عليها Shield World Construction - من تأليف آدم بيرن. المزيد عن ذلك هنا. الصورة عبر FantasyWallpapers.

- نجم قحافة شاب . يمكن أن يكون للنجوم الصغيرة كتل عشوائية من الغبار تدور حولهم ، وهي جزء من قرص الغبار الذي لا يزال يحيط بالنجم. ولكن هذا لا يبدو للعمل أيضا. نظام النجوم هذا قديم ، ولا يزال يجب أن يكون هناك دور دوري حيث يتجمع الغبار حول النجم. إن الانخفاضات في HD 139139 هي أكثر ترتيبًا و "تشبه الكوكب" مما هو متوقع من كتل الغبار.

- بقع نجم قصيرة العمر . هل يمكن أن تكون الأجسام العابرة في الواقع عبارة عن بقع على النجم نفسه؟ ربما ، ولكن هذا الجانب من سلوك النجوم لم يفهم بشكل جيد حتى الآن. في هذه الحالة ، يجب أن تتشكل البقع ، وتمنع ضوء النجوم لبضع ساعات على الأكثر ، ثم تتبدد.

- SETI . الآن هذه هي الفكرة التي تميل إلى الحصول على أكبر قدر من الاهتمام بطبيعة الحال ، لأسباب واضحة. هل يمكن أن تكون كائنات صناعية بحجم كوكب الأرض ، على غرار كرات دايسون أو هياكل عملاقة أخرى؟ لا يوجد ما يكفي من المعرفة حتى الآن عن نظام النجوم هذا إما استبعاده أو لا. الاحتمال ، حتى لو كان من غير المحتمل (اعتمادًا على من تتحدث) ، أمر مثير بالطبع ، ولكن هناك حاجة إلى العثور على أدلة أكثر أولاً قبل أن تقول إنها منافسة بارزة. العثور على 14-28 أشياء كبيرة ، كل نفس الحجم باستثناء واحد هو بالتأكيد غريب ، ولكن يجب أن يتم القضاء على جميع التفسيرات الطبيعية التي يمكن تصورها أولاً. تقول حلاقة أوكام إنه من المحتمل أن يتم العثور على تفسير طبيعي ، ولكن في هذه المرحلة ، تظل الاحتمالات مفتوحة على مصراعيها.

تضمنت الاقتراحات الأخرى في المنتديات على الإنترنت كواكب ذات أنظمة رنين ضخمة ، على غرار J1047b ، أو "غبار ثلجي" حيث تغذي حلقة الغبار القريبة من النجم دوامة الغبار من مكان آخر. كانت فكرة أخرى أن هناك كواكب تدور حول عدة نجوم ، لكن النجوم الأخرى كانت مخفية عن الأنظار بواسطة HD 139139 ، عن طريق الصدفة. سألت أوزبورن عن هذا الاحتمال على تويتر وأجاب:

ممكن ، بالتأكيد. لكن نصف قطر هذا النجم ، عند مشاهدته من الأرض ، هو 0.000000014 درجة ، وبالتالي فإن احتمال وجود نجم غير ذي صلة تمامًا (مع الكواكب) يعبر بالضبط أن القرص النجمي صغير للغاية. لكنه نظام غريب ، لذا فإن ماكينة حلاقة الأوكام تكافح بالفعل!

- هيو أوسبورن (exohugh) 1 يوليو 2019

افترض عالم الفلك بن مونيت أن بعض العبور على الأقل قد يكون ناجما عن كوكب دائر - يدور حول النجمين - ولكن مثل كل شيء آخر ، إنها مجرد فرضية في هذه المرحلة.

حتى الآن ، هناك الكثير من الأسئلة ، لكن القليل من الإجابات ، كيف بدأت ملحمة Tabby's Star. تابيثا بوياجيان نفسها ، الفلكية التي أطلق عليها النجم اسمها ، ووزنها في قضية الناقلة العشوائية وما إذا كان ينبغي النظر في الأجانب في هذه المرحلة:

أعتقد أنه يتعين علينا النظر في جميع الخيارات قبل أن نذهب إلى هناك. هذا واحد من تلك الأنظمة التي ربما لن يتم اكتشافها بدون مزيد من البيانات.

خلاصة القول: إن Random Transiter هو بالتأكيد نجم غريب للغاية مع العابر التي تبدو وكأنها تلك المصنوعة من الكواكب ، ولكن يبدو أن الكائنات لا تبدو وكأنها كواكب تدور عادية.

المصدر: The Random Transiter EPIC 249706694 / HD 139139

عبر هيو Osborn's Lost in Transits blog post and Scientific American