يلتقط علماء الفلك أول صورة مباشرة لكوكب خارجي عملاق صغير

اصطف: خط ساطع طويل ، نقطتان صغيرتان ، خط ساطع آخر ، مع تسميات ، على خلفية سوداء.

يشير السهم هنا إلى النجم Beta Pictoris. يمكنك أيضًا رؤية اثنين من كواكبها ، Beta Pictoris b (تم اكتشافهما في عام 2008) و Beta Pictoris C ، تم التقاطهما الآن عن طريق التصوير المباشر لأول مرة بواسطة أداة GRAVITY على التلسكوب الكبير جدًا في تشيلي. الصورة عبر GRAVITY / Axel M. Quetz / MPIA Graphics Department /تنبيه العلوم.

في عام 2008 ، اكتشف علماء الفلك كوكبًا خارج المجموعة الشمسية يدور حول النجم الشاببيتا بيكتوريس. الكوكب ، عملاق الغاز يسمىبيتا بيكتوريس بتم العثور عليه من خلال التصوير المباشر ، وهو إنجاز نادر نظرًا لاكتشاف معظم الكواكب الخارجية بطرق غير مباشرة. أشارت الدراسات اللاحقة أيضًا إلى احتمال وجود كوكب آخر ،بيتا بيكتوريس ج. لكن هذا لم يكن من السهل تصويره ... حتى الآن. الباحثون معالجاذبيةبقيادة الفريقماتياس نواكمن كلية سلوين / جامعة كامبريدج ، لديكأعلنالتصوير الناجح لـ Beta Pictoris c مع بعض المفاجآت.

أطلق الباحثون سراحهممراجعة الأقرانينتج عنه ورقتان جديدتان بتنسيقعلم الفلك والفيزياء الفلكية، متوفرةهناوهنا.

بيتا بيكتوريس قريب جدًا منا على نطاق المجرة ، عند 63 فقطسنوات ضوئيةبعيدا. إنه نجم شاب للغاية ، يقدر عمره بحوالي 23 مليون سنة ، وهو أصغر بكثير من شمسنا البالغة من العمر 4.6 مليار عام. يُعتقد أن عمر الكوكبين المعروفين يبلغ 18.5 مليون سنة ، ولا يزالان مجرد صغار كوكبين. نظرًا لأن النجم صغير جدًا ، فإنه لا يزال محاطًا بقرص من الغاز والغبار ، على غرار ما تشكله نظامنا الشمسي منذ مليارات السنين.

صورتان مع ملصقات: قرص غبار على اليسار ، رسم تخطيطي لمدارات على اليمين.

موقع ومدارات بيتا بيكتوريس ب وبيتا بيكتوريس ج. الصورة عبر GRAVITY Collaboration / Axel M. Quetz / MPIA Graphics Department /تنبيه العلوم.

تم حساب بيتا بيكتوريس سي ليكون أكبر 8.2 مرة من كوكب المشتري ، ويدور حول نجمه كل 3.4 سنوات. لا شيء من هذا غير مألوف ، ولكن بعد ذلك وجد الباحثون شيئًا غريبًا. إنه خافت حقًا ، أخف بست مرات من Beta Pictoris b ، على الرغم من أن الكوكبين لهما نفس الحجم. فلماذا الاختلاف؟ يعتقد الفريق أن السبب في ذلك هو أن Beta Pictoris c أكثر برودة من شقيقتها ، حيث تقدر درجة الحرارة بـ 1،250 كلفن (1،791 درجة فهرنهايت أو 977 درجة مئوية) ، مقارنة بـ 1،724 كلفن (2644 فهرنهايت أو 1،451 درجة مئوية) لبيتا بيكتوريس ب. لماذا يكون أحد الكواكب أكثر برودة من الآخر غير معروف حتى الآن ، ولكن قد يكون له علاقة بكيفية تشكل الكواكب.

إذا لم يكن للكوكب المتشكل نواة ، كما هو الحال فينموذج تشكيل عدم استقرار القرص- تكوين الكواكب من تفكك أقرص الكواكب الأولية- ستصبح أكثر سخونة وإشراقًا. ولكن إذا كان لديها نواة ، كما هو الحال فينموذج التراكم الأساسي- عملية تشكيل متعددة الخطوات تتضمن نواة عنصر ثقيل تتشكل عندما تتخثر حبيبات الغبار الصلبة الصغيرة والجليد من خلال الاصطدام بجزيئات أكبر - عندها ستكون باهتة وأكثر برودة. بناءً على ذلك ، يعتقد الباحثون أن Beta Pictoris c تشكلت عن طريق التراكم الأساسي ، في حين أن Beta Pictoris b ربما تكون قد تشكلت بسبب عدم استقرار القرص. Beta Pictoris c أقرب إلى النجم ، والذي يناسب أيضًا نموذج التراكم الأساسي. منالورقة الثانية:



نقترح أن هذا التناقض الواضح هو علامة على تراكم اللب الساخن ، على سبيل المثال ، بسبب كتلة النواة الكوكبية أو وجود صدمة تراكمية عالية الحرارة أثناء التكوين.

لا تزال الكتلة الدقيقة لـ Beta Pictoris b غير معروفة حتى الآن ، لذلك لا يعرف العلماء على وجه اليقين كيف تشكلت. إنه بعيد عن النجم ، والذي سيكون أكثر اتساقًا مع نموذج عدم استقرار القرص. يمكن تحديد كتلته باستخدامطريقة السرعة الشعاعية- حيث تتسبب جاذبية كوكب ما في تذبذب نجمه قليلاً - لكن العلماء بحاجة إلى التحلي بالصبر ، حيث يستغرق الكوكب 28 عامًا على الأرض لإكمال مدار واحد.

كوكب كبير في المقدمة والكوكب الثاني ونجم خلفه ، مع قرص غبار ونجوم أخرى في الخلفية.

مفهوم الفنان عن Beta Pictoris b (في المقدمة) و Beta Pictoris c (في الخلفية). الصورة عبر باسكال روبيني / إيه-إم لاغرانج /ويكيبيديا.

ومع ذلك ، فإن النتائج التي تم الحصول عليها حتى الآن لا تزال توفر نظرة ثاقبة أساسية لعملية تشكيل هذه العوالم.بول مولييرفي معهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPIA) قال:

استخدمنا GRAVITY من قبل للحصول على أطياف لكواكب خارجية أخرى مصورة مباشرة ، والتي احتوت هي نفسها بالفعل على تلميحات حول عملية تكوينها. يعد قياس السطوع لـ Beta Pictoris c ، جنبًا إلى جنب مع كتلته ، خطوة مهمة بشكل خاص لتقييد نماذج تكوين كوكبنا.

لتصوير Beta Pictoris c ، فإن ملفتعاون الجاذبيةاستخدم الباحثونجاذبيةأداة على مقياس التداخل تلسكوب كبير جدًا (VLTI) في شيلي. جمعت هذه التقنية الضوء الوارد من جميع التلسكوبات الأربعة. تم اكتشاف الكوكب لأول مرة من خلال السرعة الشعاعية ، والتي تقيس سحب وسحب النجم الأم بسبب مدار الكوكب. تمكن GRAVITY لاحقًا من تأكيد الكوكب بصريًا ، مما جعل Beta Pictoris c أول كوكب خارج المجموعة الشمسية يتم اكتشافه وتأكيده بكلتا الطريقتين. قال نوواك في أبيان:

هذا يعني أنه يمكننا الآن الحصول على سطوع وكتلة هذا الكوكب الخارجي. كقاعدة عامة ، كلما زاد حجم الكوكب ، زاد إضاءةه.

جسمان مستطيلان بألوان زاهية مصطفان بدائرة ونقطة بينهما ، وتسميات على خلفية زرقاء داكنة.

صورة مباشرة لـ Beta Pictoris b (نقطة بيضاء) ، أول كوكب خارج المجموعة الشمسية تم تصويره حول Beta Pictoris في عام 2008. الصورة عبر ESO / A-M. لاجرانج وآخرون /سكاي وتلسكوب.

سيلفستر لاكور، قائد برنامج المراقبة ExoGRAVITY ، أضاف:

هذا هو أول تأكيد مباشر لكوكب تم اكتشافه بطريقة السرعة الشعاعية.

إن اكتشاف هذا العالم الشاب وتأكيده إنجاز رائع. كمافرانك ايزنهاورلاحظ العالم الرئيسي في مشروع GRAVITY في معهد ماكس بلانك لفيزياء خارج الأرض (MPE):

إنه لأمر مدهش ، ما هو مستوى التفاصيل والحساسية التي يمكننا تحقيقها مع GRAVITY. لقد بدأنا للتو في استكشاف عوالم جديدة مذهلة ، من الثقب الأسود الهائل في مركز مجرتنا إلى الكواكب خارج النظام الشمسي.

بعد ذلك ، يريد علماء الفلك أن يأخذواالأطيافبيتا بيكتوريس ج ، لمعرفة مكونات الغلاف الجوي. يجب أن يوفر ذلك أيضًا أدلة إضافية حول كيفية تشكل الكوكب.

رجل ذو شعر داكن يرتدي سترة برقبة عالية وخلفه جهاز كمبيوتر.

ماتياس نوفاك من كلية سيلوين / جامعة كامبريدج ، الذي قاد فريق ExoGRAVITY والمؤلف الرئيسي للورقة الأولى. صورة عبرموقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك.

نظرًا لأن كلا الكوكبين صغيران جدًا وهما عمالقة غاز بدلاً من عوالم صخرية ، فمن غير المحتمل جدًا أن يتمكنوا من دعم الحياة. ومع ذلك ، فإن معرفة المزيد عنها سيظل يساعد العلماء على فهم كيفية تشكل أنواع مختلفة من الكواكب في مجرتنا.

خلاصة القول: حصل علماء الفلك على صور مباشرة للكواكب الصغيرة خارج المجموعة الشمسية Beta Pictoris c لأول مرة.

المصدر: كشف النقاب عن نظام B Pictoris ، وإقران بيانات التصوير عالي التباين ، وقياس التداخل ، وبيانات السرعة الشعاعية

المصدر: تأكيد مباشر للكوكب ذي السرعة الشعاعية B Pictoris ج

عبر تنبيه العلوم

عبر معهد ماكس بلانك لفيزياء خارج الأرض