اتضح أن الكواكب يمكن أن تعيش لفترة طويلة جدًا.
حول أحد أقدم النجوم في المجرة ، وهو قزم برتقالي يُدعى TOI-561 على بُعد 280 سنة ضوئية فقط ، وجد علماء الفلك ثلاثة كواكب خارجية تدور حول العالم – أحدها عالم صخري بحجم 1.5 مرة. من الأرض ، يدور حول النجم على رقبة محمومة. 10.5 ساعة في المدار.
من الواضح أن كوكبًا خارجيًا قريبًا جدًا من نجمه من غير المحتمل أن يكون صالحًا للسكن ، حتى لو كان صخريًا مثل الأرض ، كوكب الزهرة و المريخ. سيكون لها درجة حرارة 2480 كلفن ، المد والجزر محبوس مع محيط من الصهارة على جانب النهار الدائم.
لكن نظام TOI-561 ، الكواكب وكل شيء ، هو واحد من الأقدم على الإطلاق ، ويقدر عمره بحوالي 10 مليار سنة.
إنه أقدم من النظام الشمسي بأكثر من ضعف عمر الكون نفسه تقريبًا ، وهو يثبت أن الكواكب الخارجية الصخرية يمكن أن تظل مستقرة لفترة طويلة جدًا.
“TOI-561 b هو أحد أقدم الكواكب الصخرية التي تم اكتشافها على الإطلاق” ، قالت عالمة الفلك لورين فايس من جامعة هاواي.
“يدل وجوده على أن الكون قد شكل كواكب صخرية تقريبًا منذ نشأته قبل 14 مليار سنة”.
تم التعرف على الكواكب الثلاثة ، المسماة TOI-561b و TOI-561c و TOI-561d ، بواسطة تلسكوب TESS الفضائي لصيد الكواكب التابع لناسا. ينظر TESS إلى أجزاء من السماء ، ويبحث عن الانخفاضات الخافتة الدورية في ضوء النجوم البعيدة. هذه عبور ، عندما يمر كوكب بيننا وبين نجمه.
من هذه البيانات ومن ملاحظات المتابعة ، تمكن علماء الفلك من تحديد الفترات المدارية وأحجام الكواكب الخارجية الثلاثة.
يبلغ حجم الأبعد TOI-561 d حوالي 2.3 ضعف حجم الأرض ، مع فترة مدارية تبلغ 16.3 يومًا. يبلغ حجم TOI-561 2.9 ضعف حجم الأرض ، مع فترة مدارية تبلغ 10.8 يومًا. و TOI-561b هو 1.45 ضعف حجم الأرض ، مع فترة مدارية تزيد قليلاً عن 10.5 ساعة.
أجرى الفريق أيضًا قياسات السرعة الشعاعية. بينما تدور الكواكب حول نجم ، فإن هذا النجم لا يقف ساكنًا. يمارس كل كوكب خارج المجموعة الشمسية جاذبيته الخاصة على النجم ، مما يؤدي إلى رقصة صغيرة معقدة تضغط وتمدد ضوء النجم بينما يقترب أكثر وأكثر بعيدًا عنا بينما نلاحظه.
إذا عرفنا كتلة النجم ، يمكننا أن نلاحظ المسافة التي يتحرك بها النجم استجابةً لسحب الجاذبية لكوكب خارج المجموعة الشمسية وحساب كتلة كوكب خارج المجموعة الشمسية. من هناك ، حسب الباحثون أن كتلة TOI-561b تعادل ثلاثة أضعاف كتلة الأرض.
لكن كثافته تساوي تقريبًا كثافة الأرض ، حوالي خمسة جرامات لكل سنتيمتر مكعب.
“إنه أمر مدهش لأننا نتوقع أن تكون الكثافة أعلى” ، قال عالم الفيزياء الفلكية الكواكب ستيفن كين من جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد. “هذا يتفق مع فكرة أن الكوكب قديم للغاية.”
هذا لأن أثقل العناصر في الكون – المعادن الأثقل من الحديد – تتشكل في قلوب النجوم ، في المستعرات الأعظمية في نهاية حياة النجم الضخم والتصادم بين النجوم. النجوم الميتة الضخمة. فقط بعد موت النجوم ونشر هذه العناصر في الفضاء يمكن التقاطها في أشياء أخرى.
وبالتالي ، فإن أقدم النجوم في الكون فقيرة جدًا في المعادن. TOI-561 ، على سبيل المثال ، لديه نسبة معدنية منخفضة. ومن المتوقع أيضًا أن تحتوي جميع الكواكب التي تشكلت في الكون السابق على نسبة معدنية منخفضة.
البحث السابق اقترحت أن هناك حدًا معدنيًا أقل لتكوين الكواكب الصخرية ، حيث تقل احتمالية تبخر العناصر الأثقل بفعل الإشعاع النجمي ، مع بقاء الحبيبات لفترة كافية في القرص النجمي لتتجمع معًا وتشكل الكواكب.
يمكن أن يساعد العثور على كواكب مثل TOI-561b في تقييد هذه النماذج ، والتي بدورها يمكن أن تساعدنا في تحديد موقع الكواكب الخارجية الصخرية القديمة.
“على الرغم من أن هذا الكوكب بالذات ربما لم يسكن اليوم” ، قال كين، “قد يكون نذيرًا للعديد من العوالم الصخرية التي لم يتم اكتشافها بعد حول أقدم النجوم في مجرتنا.”
ويمكن أن تساعدنا في البحث عن عوالم صالحة للسكن. يبلغ عمر الأرض حوالي 4.5 مليار سنة. يُعتقد أن أولى علامات الحياة تعود إلى حوالي 3.5 مليار سنة. ومع ذلك ، فإن الفقاريات لم تظهر في سجل الحفريات من قبل منذ حوالي 500 مليون سنة ، أعط أو خذ.
الحياة المعقدة كما نعرفها تستغرق وقتًا لتظهر. لذا ، إذا أردنا أن نجد الحياة أكثر تعقيدًا من العتائق أو الميكروبات ، فإن الكواكب التي تعيش طويلًا ومستقرة نسبيًا ستكون ، حسب اعتقاد العلماء ، الأكثر احتمالية لتكون مضيافة.
لذلك في حين أن TOI-561 b قد لا يكون مكانًا ممتعًا للزيارة ، إلا أنه دليل آخر يمكن أن يساعدنا في بحثنا الشغوف عن حياة أخرى في الكون.
تم تقديم بحث الفريق في الاجتماع 237 للجمعية الفلكية الأمريكية. تم قبوله أيضًا في المجلة الفلكية، ومتاح في arXiv.
