تم اكتشاف كوكب خارج المجموعة الشمسية على بعد 17000 سنة ضوئية من الأرض مخفيًا في البيانات التي تم جمعها بواسطة تلسكوب كبلر الفضائي المتقاعد الآن.
إنه أبعد مكان في العالم يلتقطه مرصد صيد الكواكب ، أي ضعف مسافة الرقم القياسي السابق. من المثير للدهشة أن الكوكب الخارجي هو تقريبًا التوأم الدقيق لـ كوكب المشتري – من كتلة مماثلة ، ويدور حول نفس المسافة تقريبًا مثل مسافة المشتري من الشمس.
تم تسميته K2-2016-BLG-0005Lb ، ويمثل أول كوكب خارجي مؤكد من مجموعة بيانات 2016 التي كشفت عن 27 كائنًا محتملاً باستخدام تقنية تسمى الجاذبية الدقيقة بدلاً من طريقة الاكتشاف الأولية لكبلر. تم تقديم الاكتشاف إلى الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكيةوهو متاح على خادم arXiv التجريبي.
“لم يتم تصميم كبلر أبدًا للعثور على الكواكب باستخدام العدسات الدقيقة ، لذلك من المدهش من نواح كثيرة أنه فعل ذلك ،” قال عالم الفلك ايمون كيرينز من جامعة مانشستر.
لعبت مركبة الفضاء كبلر دورًا أساسيًا في فتح مجال علم فلك الكواكب الخارجية. تم إطلاقه في عام 2009 وقضى ما يقرب من 10 سنوات في صيد الكواكب خارج المجموعة الشمسية أو الكواكب الخارجية. في غضون ذلك ، كشفت ملاحظاته عن أكثر من 3000 كوكب خارجي مؤكد و 3000 مرشح آخر.
تقنيته بسيطة بشكل عبقري ومضلل. نظر كبلر إلى حقول النجوم ، وقد تم تحسينها لاكتشاف الانخفاضات الخافتة المنتظمة في ضوء النجوم والتي تشير إلى وجود كوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم. إنها تسمى طريقة العبور ، وهي جيدة للعثور على الكواكب الخارجية الأكبر القريبة التي تدور بالقرب من نجومها.
العدسات الدقيقة أصعب قليلاً ، حيث تستفيد من شذوذ الجاذبية والمحاذاة العشوائية. كتلة جسم مثل كوكب تخلق انحناء جاذبية للزمكان من حوله. إذا مر هذا الكوكب أمام نجم ، فإن الزمكان المنحني يعمل بشكل أساسي كعدسة مكبرة تضيء الضوء من النجم بضعف شديد ولفترة وجيزة.
تعد عدسة الجاذبية الدقيقة فعالة جدًا في العثور على الكواكب الخارجية على مسافات طويلة من الأرض ، وتدور حول نجومها على مسافات كبيرة إلى حد ما ، وصولاً إلى كتل كوكبية صغيرة جدًا. تم التقاط أبعد كوكب خارج المجموعة الشمسية تم اكتشافه حتى الآن بواسطة Microlensing ، وهو عالم كتلته الأرض يبعد 25000 سنة ضوئية.
نظرًا لأنه تم تحسين Kepler لاكتشاف التغيرات في ضوء النجوم ، فقد فكر فريق من الباحثين بقيادة جامعة مانشستر مؤخرًا في النظر في بيانات Kepler لأحداث العدسة الدقيقة ، من نافذة مراقبة على مدى عدة أشهر في عام 2016. وقد حددوا 27 حدثًا ، خمسة منها كانت جديد تمامًا ، ولم يتم تحديده بعد في البيانات من التلسكوبات الأرضية.
“لرؤية التأثير ، تحتاج إلى محاذاة شبه مثالية بين النظام الكوكبي الأمامي ونجم الخلفية ،” وأوضح كيرينز.
“احتمال تأثر نجم في الخلفية بهذه الطريقة بكوكب يتراوح من عشرات إلى مئات الملايين إلى واحد. ولكن هناك مئات الملايين من النجوم باتجاه مركز مجرتنا. لذلك جلس كبلر وراقبها لمدة ثلاثة أشهر.”
كان أحد الأحداث الخمسة هو K2-2016-BLG-0005Lb ، وكان يبدو واعدًا لكوكب خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجم. لذلك بحث الفريق عن مجموعات بيانات من خمسة استطلاعات أرضية نظرت إلى نفس القطعة من السماء في الوقت الذي كان فيه كبلر ، لتأكيد إشاراتهم.
ووجدوا أن كبلر لاحظ الإشارة قبل ذلك بقليل ولمدة أطول بقليل من القراءات الخمس للأرض. سمحت مجموعة البيانات المجمعة هذه للفريق بتحديد أن كوكب خارج المجموعة الشمسية يبلغ حوالي 1.1 مرة كتلة كوكب المشتري ، ويدور حول نجمه على مسافة دائرية تبلغ 4.4 وحدة فلكية. متوسط المسافة من كوكب المشتري إلى الشمس هو 5.2 وحدة فلكية.
“إن الاختلاف في المنظور بين كبلر والمراقبين هنا على الأرض سمح لنا بتثليث مكان وجود نظام الكواكب على طول خط رؤيتنا ،” قال كيرينز.
“كان كبلر أيضًا قادرًا على مراقبة الطقس أو ضوء النهار دون انقطاع ، مما سمح لنا بتحديد كتلة كوكب خارج المجموعة الشمسية بدقة والمسافة المدارية لنجمه المضيف. إنه في الأساس توأم المشتري المتماثل من حيث الكتلة والموقع بالنسبة لشمسه ، وهي تمثل حوالي 60٪ من كتلة شمسنا. “
على الرغم من أنه ليس لدينا حاليًا المزيد من البيانات على النظام ، إلا أن هذا الاكتشاف له آثار على بحثنا عن حياة خارج كوكب الأرض. هناك أدلة تشير إلى أن كوكب المشتري ربما كان مفيدًا في الظروف التي سمحت للأرض بالظهور والازدهار على الأرض ؛ يمكن أن يكون العثور على نظائرها للمشتري الذي يدور حول نجوم بعيدة طريقة واحدة لتحديد هذه الشروط.
حقيقة أن Kepler ، وهي أداة غير مصممة للعدسة الدقيقة ، كانت قادرة على أداء هذا النوع من الكشف ، تبشر بالخير للأجهزة المستقبلية التي إرادة تكون مصممة للعدسة الدقيقة. الإطلاق المقرر لتلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي التابع لناسا في السنوات الخمس المقبلةسيبحث عن أحداث العدسة الدقيقة ، تمامًا مثل وكالة الفضاء الأوروبية إقليدسالمقرر إطلاقه العام المقبل.
يمكن أن تحدث هذه الاكتشافات ثورة في فهمنا للكواكب الخارجية.
“سوف نتعلم مدى نموذجية بنية نظامنا الشمسي ،” قال كيرينز. “ستسمح لنا البيانات أيضًا باختبار أفكارنا حول كيفية تشكل الكواكب. إنها بداية فصل جديد مثير في بحثنا عن عوالم أخرى.”
تم تقديم البحث إلى الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ومتاح في arXiv.
