في الوقت الحالي ، نعرف حوالي 4000 كواكب خارجية مؤكدة ، ويرجع الفضل في ذلك غالبًا إلى مهمة كبلر. TESS ، القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة ، من المرجح أن يرفع هذا الرقم 4000 كثيرًا. ولكن ماذا عن النجوم التي تدور حولها كل هذه الكواكب؟
حددت دراسة جديدة من معهد الفيزياء الفلكية والمرصد الجامعي بجامعة يينا أكثر من 200 كوكب خارجي موجودة في أنظمة النجوم المتعددة. تعد الدراسة جزءًا من الجهد المبذول لفهم كيفية تشكيل النجوم المضيفة لتشكل وتطور الكواكب.
مؤلف هذه الدراسة هو د. ماركوس موجراور ، عالم الفيزياء الفلكية في معهد الفيزياء الفلكية والمرصد الجامعي بجامعة يينا في ألمانيا. يعتمد عمله على إصدار البيانات الثاني من Gaia ، مهمة وكالة الفضاء الأوروبية لإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد لمجرتنا. يهتم موغورر بكيفية تشكيل وتطور الكواكب في النظام النجمي المتعدد ، والذي يحدث مبكرًا في حياة النظام الشمسي.
"أنظمة النجوم المتعددة شائعة جدًا في درب التبانة."
د. ماركوس موجراور ، مؤلف الدراسة ، جامعة يينا.
يظهر الاستطلاع الجديد أنه في غضون 1600 سنة ضوئية من الشمس ، يوجد 176 نجمة ثنائية و 27 ثلاثية هرمية ونظام رباعي هرمي واحد يستضيف جميع الكواكب الخارجية. هذا العدد الكلي 208 أنظمة متعددة النجوم مع الكواكب خارج أكثر من 1300 كوكب خارج المجموعة الشمسية التي تستضيف نفس المسافة.
الدراسة بعنوان "البحث عن رفاق ممتازين لنجوم مضيفة كوكب خارجي من خلال استكشاف وكالة الفضاء الأوروبية الثانية-جايا إصدار البيانات. " تم نشره في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ، 13 نوفمبر 2019. موغورر هو المؤلف الوحيد.
وأوضح موجروير في بيان صحفي: "أنظمة النجوم المتعددة شائعة جدًا في درب التبانة". "إذا كانت مثل هذه الأنظمة تحتوي على كواكب ، فهي ذات أهمية خاصة للفيزياء الفلكية ، لأن الأنظمة الكوكبية فيها يمكن أن تختلف عن نظامنا الشمسي بطرق أساسية."
من المستحيل التأكد من عدد النجوم الفعلية في درب التبانة. من الصعب العثور على النجوم المنخفضة الكتلة ، خاصة على أي مسافة كبيرة منا. ولكن مع تقدم النجوم ، غالبًا ما يعمل الفلكيون مع نطاق يتراوح بين 200 إلى 400 مليار نجم في مجرتنا. تظهر بعض التقديرات أن ما يصل إلى 85٪ من النجوم في مجرة درب التبانة توجد في أنظمة نجوم متعددة. تظهر بيانات كيبلر أن ثلث أنظمة النجوم المتعددة فقط لديها كواكب. لكن كيف تشكل الأنظمة النجمية المتعددة الكواكب التي تدور حولها لا تزال مسألة ذات عواقب واسعة النطاق.
يتجاوز عمل موغورر مجرد تحديد وتحديد أنظمة النجوم المتعددة التي تستضيف الكواكب الخارجية. أراد أن يميز هذه الأنظمة الشمسية بمزيد من التفصيل. وجد أن الأنظمة تختلف اختلافا كبيرا في الحجم. تحتوي الأنظمة المقيدة بإحكام على نجوم مصاحبة في نطاق 20 AU من نجمها ، وهو ما يشبه مسافة Uranus عن شمسنا ، والأنظمة الأوسع نطاقًا لديها رفاق أكثر من 9000 AU من نجومهم. ومع ذلك ، يتم العثور عليها بشكل متكرر عند حوالي 1000 AUs.
كما ميز أنواع وأعداد النجوم في هذه الأنظمة.
تختلف النجوم في دراسة Mugrauer في العمر والكتلة ودرجة الحرارة. النجم الأكبر الذي وجده أكبر 1.4 مرة من شمسنا ، والأقل كتلة هي 8٪ فقط من كتلة الشمس. ومع ذلك ، فإن كتلة الصحابة تبلغ ذروتها بين 0.15 و 0.3 كتلة شمسية. احتوى العديد من أنظمة النجوم المتعددة على نجم "مهيمن" أكبر ورفيق أصغر: كتلة أقل ونجوم قزمة باردة تتوهج باللون الأحمر.
أحد الأسئلة التي تواجه علماء الفلك هو ما إذا كانت الكواكب الخارجية يمكنها النجاة من التشنجات المدمرة للنجم التي تقترب من المراحل النهائية لتطورها أم لا. (نرى مجلة الفضاء: يبدو الأمر مستحيلاً ، لكن بطريقة ما نجت هذه الكواكب من طور نجمها العملاق الأحمر العملاق) وجد موغورر ثمانية أقزام بيضاء بين أنظمته النجمية المتعددة ، مما عزز الحالة القائلة بأن الكواكب يمكن أن تعيش ، على الأقل في بعض الأحيان ، عندما يتسبب نجم مضيف في دمار في محيطه .
من بين 208 أنظمة متعددة النجوم في دراسة Mugrauer ، الغالبية العظمى - 176 - هي أنظمة النجوم الثنائية. ولكن هناك أيضًا 27 نظامًا ثلاثي النجوم وحتى نظام نجم رباعي واحد. وبين 20 AU و 10،000 AU ، 15٪ من النجوم لديهم رفيق. هذا يتعارض مع التكرار العام للنجوم الشبيهة بالشمس مع الصحابة ، حيث يتوقع الفلكيون العثور على ضعف هذا العدد. أيضًا ، تظهر النجوم المصاحبة التي وجدها موغور في دراسته مسافات أكبر بحوالي خمس مرات من الأنظمة "العادية".
وفقًا لموغروير ، "يمكن أن يشير هذان العاملان معًا إلى أن تأثير عدة نجوم في نظام نجمي يعطل عملية تكوين الكوكب بالإضافة إلى زيادة تطوير مداراتها."
يمكن لوجود رفيق نجمي أن يعطل عملية تكوين الكوكب في القرص حول النجوم الفتية. يمكن أن تؤثر جاذبيته أيضًا على تطور مدار الكوكب.
وجد موغورر أن حوالي 15 ٪ من النجوم التي تستضيف الكواكب الخارجية في دراسته لديها نجمة واحدة أو أكثر. لكنه يرى أن هذا مجرد بداية عمله. ينوي تحديث قائمته باستمرار كمشروع مستمر حيث تقوم بعثات الكواكب الخارجية الجديدة ، وخاصة TESS ، بعملها.
مع قاعدة البيانات المتزايدة هذه لأنظمة النجوم المتعددة التي تستضيف الكواكب الخارجية ، يمكن لعلماء الفلك أن يبدأوا في الإجابة على سؤال مثير للاهتمام: كيف تتشكل الكواكب وتتطور وتتأقلم عندما يكون لنجمها المضيف رفيق؟
أكثر:
- بيان صحفي: العالم البعيدة تحت العديد من الشموس
- ورقة بحثية: ابحث عن رفاق ممتازين لنجوم مضيف كوكب خارج المجموعة الشمسية باستكشاف وكالة الفضاء الأوروبية الثانية-جايا إصدار البيانات
- مجلة الفضاء: يبدو الأمر مستحيلاً ، لكن بطريقة ما نجا هذا الكوكب من مرحلة النجم الأحمر العملاق
