ويشكل اكتشاف نظام كوكبي خارج المجموعة الشمسية بسرعة لا يمكن تصورها تحديات بحثية جديدة في دراسة ديناميكيات المجرة وبنية الفضاء بين المجرات.
قد يكون نجم يتحرك بسرعة كبيرة عبر مجرة درب التبانة مصحوبًا بكوكب، مما يؤدي إلى تسجيل رقم قياسي جديد في سرعة الأنظمة الكوكبية خارج المجموعة الشمسية.
وباستخدام تقنية العدسة الجاذبية المجهرية، رصد علماء الفلك زوجًا يتحرك بسرعات تتجاوز 540 كيلومترًا في الثانية (1.9 مليون كيلومتر في الساعة). ويعمل العلماء على تأكيد ما إذا كان هذا نظامًا حقيقيًا من النجوم والكواكب، أم كوكبًا متجولًا له قمر. وإذا كانت سرعة النظام عالية بما يكفي، فقد يترك حدود المجرة تمامًا في النهاية.
يعتقد علماء الفلك أنهم اكتشفوا نجمًا صغيرًا يطير في الفضاء بسرعة عالية، ويمر عبر مركز مجرتنا، وربما يرافقه كوكب في مداره. إذا تم تأكيد ذلك، فإنه سيكون أسرع نظام كوكبي خارج المجموعة الشمسية معروف، ويتحرك بسرعة تعادل ضعف سرعة نظامنا الشمسي في مجرة درب التبانة تقريبًا.
وبحسب التقديرات فإن هذا النظام يتحرك بسرعة لا تصدق تصل إلى 540 كيلومترا في الثانية على الأقل.
وقال شون تيري، الباحث في جامعة ماريلاند، كوليدج بارك ومركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند: "نعتقد أن هذا هو ما يسمى بعالم "نبتون الفائق"، الذي يدور حول نجم منخفض الكتلة على مسافة تقارب المسافة بين مداري الزهرة والأرض إذا كان النظام جزءًا من نظامنا الشمسي". ولأن النجم خافت للغاية، فإن هذه المسافة تقع خارج المنطقة الصالحة للحياة. "إذا تم تأكيد ذلك، فسيكون هذا أول نجم يتم اكتشافه يرافقه كوكب في نظام نجمي عالي السرعة".
ونشرت النتائج، التي قادها تيري، في المجلة الفلكية في 10 فبراير.
نجم في الحركة
تم رصد الزوج لأول مرة بشكل غير مباشر في عام 2011، وذلك بفضل محاذاة عشوائية. قام فريق من العلماء بفحص البيانات من قاعدة بيانات MOA (ملاحظات العدسات الجاذبية المجهرية في الفيزياء الفلكية) - وهو مشروع تعاوني يركز على مسح العدسات الجاذبية المجهرية الذي أجري باستخدام مرصد جبل جون بجامعة كانتربري في نيوزيلندا - بحثًا عن إشارات ضوئية تشير إلى وجود كواكب خارجية، أي كواكب خارج نظامنا الشمسي.
تحدث العدسة الجاذبية المجهرية بسبب تشوه نسيج الزمكان الناجم عن وجود الكتلة. كلما اقترب جسم متداخل من نجم في الخلفية، ينحني ضوء النجم أثناء انتقاله عبر الزمكان المشوه حوله. عندما يكون المحاذاة متزامنة وقريبة بشكل خاص، يمكن للتشويه أن يعمل كعدسة طبيعية تعمل على تكبير ضوء النجم.
فك لغز الكتلة
في هذه الحالة، كشفت إشارات العدسة الجاذبية المجهرية عن زوج من الأجرام السماوية. وقد حدد العلماء نسبة كتلتيهما - حيث أن أحدهما أثقل من الآخر بنحو 2,300 مرة - ولكن الكتلتين الدقيقتين تعتمدان على بعدهما عن الأرض. تتشابه هذه الظاهرة مع التغير في التكبير الذي يحدث عندما تحرك عدسة مكبرة فوق الصفحة.
قال ديفيد بينيت، الباحث البارز في جامعة ميريلاند، كوليدج بارك ومركز جودارد التابع لوكالة ناسا، والذي شارك في تأليف الورقة البحثية وقاد الدراسة الأصلية في عام 2011: "إن تحديد نسبة الكتلة ليس معقدًا، لكن حساب الكتل الدقيقة أكثر تحديًا".
نظريتان – نجم به كوكب أو كوكب متجول به قمر
كان فريق الاكتشاف لعام 2011 يشتبه في أن الأجسام المعرضة لتأثير العدسات الجاذبية المجهرية كانت إما نجمًا يزن حوالي 20% من كتلة شمسنا وكوكبًا يزن حوالي 29 ضعف كتلة الأرض، أو كوكب متجول أقرب يزن حوالي أربعة أضعاف كتلة المشتري، مع قمر صغير غير مرئي من الأرض.
ولتحديد التفسير الأكثر ترجيحا، بحث علماء الفلك في البيانات الواردة من مرصد كيك في هاواي والقمر الصناعي غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. لو كان كوكبًا وقمرًا متجولين، لكانوا غير مرئيين تقريبًا - أجسامًا مظلمة ضائعة في مساحة واسعة من الفضاء. ومع ذلك، إذا كان التفسير البديل صحيحًا، فقد يكون من الممكن اكتشاف النجم، حتى لو كان الكوكب الذي يدور حوله خافتًا جدًا بحيث لا يمكن رؤيته.
اكتشف العلماء مرشحًا رئيسيًا على بعد حوالي 24,000 سنة ضوئية، مما يضعه داخل انتفاخ مجرة درب التبانة - القلب المركزي حيث تكون النجوم أكثر كثافة. سمحت مقارنة موقع النجم بين عامي 2011 و2021 للفريق بحساب سرعته العالية.
هل سيكون هذا النظام قادرا على مغادرة المجرة؟
لا يستطيع الباحثون اكتشاف حركة النظام إلا في المستوى ثنائي الأبعاد؛ وإذا كان يتحرك باتجاهنا أو بعيدًا عنا، فإن سرعته الحقيقية ستكون أعلى. وقد تتجاوز سرعتها سرعة الهروب للمجرة، التي تتجاوز 600 كيلومتر في الثانية. في هذه الحالة، سوف يتنقل النظام الكوكبي عبر الفضاء بين المجرات لملايين السنين في المستقبل.
وقال بينيت "للتأكد من أن النجم الذي تم تحديده حديثا هو جزء من النظام الذي تسبب في الإشارة التي تم اكتشافها في عام 2011، نود أن نتابعه لمدة عام ونرى ما إذا كان يتحرك بالكمية والاتجاه الصحيحين، لتأكيد أصله في النقطة التي اكتشفنا فيها الإشارة".
وأضافت أبارنا باتاتشاريا، الباحثة في جامعة ميريلاند، كوليدج بارك ومركز جودارد التابع لوكالة ناسا، والتي شاركت في تأليف الورقة البحثية: "إذا أظهرت الملاحظات عالية الدقة أن الكوكب يظل في وضع ثابت، فيمكننا تحديد أنه ليس جزءًا من النظام الذي تسبب في الإشارة. وهذا يعني أن نموذج الكوكب المتجول مع القمر هو النموذج المفضل".
مستقبل اكتشافات الكواكب الخارجية عالية السرعة
سيساعدنا تلسكوب ناسا الفضائي القادم، تلسكوب نانسي جريس رومان، في معرفة مدى شيوع الكواكب حول هذه النجوم سريعة الحركة، وقد يوفر أدلة حول كيفية تسارع هذه الأنظمة. ستجري المهمة مسحًا للانتفاخ المجري، بالجمع بين المراقبة واسعة النطاق والدقة الحادة.
"في هذه الحالة، استخدمنا MOA بسبب مجال رؤيته الواسع، ثم تابعنا باستخدام Keck وGaia بسبب دقتهما الحادة. ولكن بفضل مجال الرؤية القوي واستراتيجية المسح المخطط لها بواسطة تلسكوب رومان، لن نضطر إلى الاعتماد على تلسكوبات إضافية"، كما قال تيري. "الرواية ستغطي كافة الاحتياجات."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 7
من المفيد مراجعة مثل هذه المقالات. إنها لا تصبح قديمة، لذا فليس من الأهمية بمكان ظهورها بعد قضاء بعض الوقت في التدقيق اللغوي.
سرعة الضوء هي ثلاثمائة ألف كيلومتر في الثانية.
*تنهد* في الصباح؟
هاهاهاهاهاهاها ناسا ما هذه الكذبة الكبيرة هاهاها
تبلغ سرعة الضوء حوالي 300 كيلومتر في الثانية. كيف يمكن للنجم أن يتحرك بسرعة أكبر؟
لماذا كل قطعة من أخبار وكالة ناسا مشوهة إلى الحد الذي أصبحت فيه قطعة الهراء الأكثر لا يصدق ... نجد دائمًا شيئًا يشبه الأرض تمامًا على بعد 200 مليار سنة ضوئية.
أسوأ شيء هناك
سرعة 540 كيلومتر في الثانية بالنسبة إلى ماذا؟ هل هي بالنسبة إلى الأرض، أم بالنسبة إلى شمسنا، أم بالنسبة إلى مركز مجرة درب التبانة؟
عند ذكر السرعات في الفضاء لا بد من تحديد نقطة مرجعية. وإلا فإن السرعة ليس لها معنى.
وبالإضافة إلى ذلك، فهو بالتأكيد موضوع مثير للاهتمام للغاية.