كشفت دراسة جديدة أنه تم العثور على زوج مثير للاهتمام من عمالقة الغاز تدور حول نجم مشابه جدًا للشمس ويمكن أن يكون توأمه عمليًا، ويمكن أن يعلمنا شيئًا أو اثنين عن أنظمة شمسية مثل نظامنا.
اكتشاف كواكب شبيهة بالمشترى ونبتون تدور حول نجم يشابه الشمس
يقع النجم على بعد 175 سنة ضوئية فقط، يبدو أن النجم HIP 104045 لديه عالمان كبيران على الأقل يدوران حوله، أحدهما حوالي نصف كتلة كوكب المشتري في مدار 6.3 سنة، والآخر حوالي 2.5 ضعف كتلة نبتون على مدار اليوم.
يساعدنا هذا الاكتشاف، المقدم إلى الإشعارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية والمتاح على خادم ما قبل الطباعة arXiv، في فهم مجموعة متنوعة من الأنظمة التي يمكن أن تدور حول النجوم الشبيهة بالشمس، على أمل العثور أخيرًا على الأرض الثانية.
باعتبارها المكان الوحيد في الكون المعروف بتطوير المحيط الحيوي، فإن الأرض هي مخططنا الوحيد لظروف الحياة بالضرورة، لكن الأرض لا توجد في عزلة. لديها نظام كوكبي كامل حولها، مع سبعة كواكب أخرى، وعدد لا يحصى من الكويكبات والكواكب القزمة، ونجمنا، الشمس.
تشير الدراسات الحديثة إلى أن بنية نظام الكواكب تلعب دورًا مهمًا في قابلية كوكب ما للحياة في حالة الأرض. من المهم جدًا وجود الكويكبات والمذنبات التي يمكنها توصيل مكونات معينة لكوكب ما.
يبدو أيضًا أن كوكب المشتري يلعب دورًا مهمًا: فهو يحمي النظام الشمسي الداخلي من القصف المستمر من الصخور الصغيرة، ويرعى كلًا من حزام الكويكبات والكويكبات التي تشترك في مداره. لكن جاذبيتها الهائلة يمكن أيضًا أن تعطل مدارات تلك الأجسام الأصغر، وتدفعها نحو النظام الشمسي الداخلي. في وقت مبكر من تاريخ النظام، من المحتمل أن يكون للمشتري دور فعال في مساعدة تلك الصخور على الوصول إلى الأرض.
إذا أردنا التقليل من خياراتنا بشأن مكان البحث عن الحياة، فيمكننا أن نفعل ما هو أسوأ من البحث عن كواكب مشابهة للمشتري لأسباب أخرى أيضًا.
كتب فريق دولي من علماء الفلك بقيادة تياجو فيريرا من جامعة ساو باولو البرازيلية: «تتشكل نظائر كوكب المشتري بشكل تفضيلي حول النجوم ذات الفلزات المعدنية القريبة من الشمس، ومن اللافت للنظر أن الكواكب منخفضة الكتلة التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن يمكن أن تكون شائعة حول النجوم التي تستضيف كوكب المشتري البارد».
وأضاف الفريق «الكواكب الصغيرة بحجم الأرض أكثر شيوعًا من الكواكب العملاقة. هذه العوامل تفتح سوابق للبحث عن كواكب شبيهة بالأرض حول نجوم شبيهة بالشمس من خلال البحث في المقام الأول عن الكواكب الشبيهة بالمشتري».
منذ عام 2014، يستخدم علماء الفلك أداة البحث عن الكوكب ذات السرعة الشعاعية عالية الدقة ( HARPS ) في تلسكوب La Silla 3.6 متر بالمرصد الأوروبي الجنوبي في صحراء أتاكاما التشيلية للبحث عن الكواكب حول النجوم التي تشبه الشمس.
على الورق، يعتبر HIP 104045 شبه مثالي، محتواه المعدني مشابه جدًا لمحتوى الشمس، عمرها حوالي 4.5 مليار سنة. بينما يبلغ عمر الشمس 4.57 مليار سنة، كما يبلغ حجم HIP 104045 1.03 مرة كتلة الشمس، و1.05 ضعف نصف قطر الشمس، وله 1.11 ضعف لمعان الشمس.
عندما قام فيريرا وزملاؤه بتحليل الضوء من HIP 104045، وجدوا دليلًا ليس لعالم واحد، بل عالمين.
العالم الأول، الذي تبلغ كتلته 0.498 ضعف كتلة المشتري، هو ما يُعرف باسم كوكب المشتري التناظري: كوكب خارج المجموعة الشمسية بين 0.3 و3 أضعاف كتلة كوكب المشتري، مع مدار بين 3 و7 وحدات فلكية من النجم، مما يجعله من المحتمل أن يلعب دور دور ديناميكي مشابه لدور المشتري في نظامنا الشمسي.
ثاني كوكب خارج المجموعة الشمسية هو كوكب فائق نبتون، حيث تبلغ كتلة نبتون الخاصة بنا 17 كتلة أرضية، يزن هذا الاكتشاف حوالي 43 ضعف كتلة الأرض. نظرًا لأنه يُعتقد أن الحد الأعلى للعوالم الصخرية هو حوالي 10 كتل أرضية، فمن غير المرجح أن يكون الكوكب عالمًا أرضيًا مثل عالمنا، ولكنه بدلًا من ذلك غازي بطبيعته.
لكنها تقع فيما يعرف بالمنطقة المتفائلة الصالحة للسكن، على الأقل. المنطقة الصالحة للسكن هي المسافة من النجم المضيف التي تقع ضمن نطاق درجة حرارة الماء السائل؛ المنطقة الصالحة للسكن المتفائلة هي نطاق مسافة أوسع حيث تكون درجات الحرارة الصالحة للسكن ممكنة، لكنك قد تدفع حظك قليلًا.
