اكتشاف أسرار عالم قريب بحجم الأرض

تلسكوب هابل يؤكد حجمه الشبيه بالأرض كوكب خارجي LTT 1445Ac، يقدم رؤى جديدة حول تكوينه وإمكانية إجراء المزيد من الدراسات الجوية.

لا يمكن رؤية الكثير من الكواكب حول النجوم المجاورة بشكل مباشر. وبدلاً من ذلك، يتم العثور عليهم عندما يمرون مؤقتًا أمام نجمهم الأم، وهو حدث يسمى العبور. أثناء العبور، يقومون بحجب القليل من الضوء عن النجم، مما يلقي بظلاله على مراقبي الأرض.

يتعلم علماء الفلك الكثير من هذه الأحداث العابرة. يمكنهم قياس الفترة المدارية للكوكب، ودراسة غلافه الجوي، وتقدير حجمه. الأمر الصعب هو أن الكوكب قد يلامس حافة النجم فقط أثناء العبور، مما يعطي قياسًا غير دقيق لقطره.

أحد هذه الكواكب الخارجية القريبة، LTT 1445Ac، يقع على بعد 22 سنة ضوئية فقط، تم التعرف عليه لأول مرة بواسطة ناساالقمر الصناعي العابر لمسح الكواكب الخارجية (تيس). لكن TESS لا يمتلك الدقة البصرية المطلوبة لتحديد قطر الكوكب بدقة عن طريق تحسين مساره عبر وجه النجم.

وجاء هابل برؤيته الحادة لقياس قطر الكوكب بدقة ليبلغ 1.07 مرة فقط قطر الأرض. وهذا يجعلها ابنة عم الأرض من حيث الحجم. ولكن هذا هو المكان الذي ينتهي فيه كل التشابه. LTT 1445Ac قريب جدًا من الشمس القزمة الحمراء بحيث لا يمكن السكن فيه. درجات حرارة السطح حوالي 500 درجة فهرنهايت – درجات الحرارة داخل فرن البيتزا.

هذا هو تصور فني للكوكب الخارجي القريب LTT 1445Ac، وهو بحجم الأرض. يدور الكوكب حول نجم قزم أحمر. يقع النجم في نظام ثلاثي، مع وجود قزمين أحمرين يدوران بشكل وثيق في أعلى اليمين. النقطة السوداء أمام الكرة ذات اللون الأحمر الفاتح الساطع في مركز الصورة هي الكوكب LTT 1445Ac الذي يعبر وجه النجم. تبلغ درجة حرارة سطح الكوكب حوالي 500 درجة فهرنهايت. يوجد في المقدمة أسفل اليسار كوكب آخر في النظام، LTT 1445Ab. يتم التقاط هذا المشهد على بعد 22 سنة ضوئية، وهو ينظر إلى الوراء باتجاه شمسنا، وهي النقطة المضيئة في أسفل اليمين. بعض نجوم الخلفية هي جزء من كوكبة Boötes. حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، ليا هوستاك (STScI)

تلسكوب هابل الفضائي يقيس حجم أقرب كوكب عابر بحجم الأرض

قام تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا بقياس حجم أقرب كوكب خارجي بحجم الأرض يمر عبر وجه نجم مجاور. يفتح هذا المحاذاة، الذي يسمى العبور، الباب أمام دراسات لاحقة لمعرفة نوع الغلاف الجوي، إن وجد، الذي قد يكون موجودًا في العالم الصخري.

تم اكتشاف الكوكب الصغير، LTT 1445Ac، لأول مرة بواسطة القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) التابع لناسا في عام 2022. ومع ذلك، فإن هندسة المستوى المداري للكوكب بالنسبة لنجمه كما يُرى من الأرض كانت غير مؤكدة لأن TESS لا يتمتع بالدقة البصرية المطلوبة. . وهذا يعني أن الكشف يمكن أن يكون ما يسمى عبور الرعي، حيث يمر الكوكب عبر جزء صغير فقط من قرص النجم الأم. وهذا من شأنه أن يؤدي إلى حد أدنى غير دقيق لقطر الكوكب.

“كان هناك احتمال أن يكون لهذا النظام هندسة سيئة الحظ، وإذا كان الأمر كذلك، فلن نقيس الحجم الصحيح. تقول إيميلي باس من مركز الفيزياء الفلكية: “لكن بفضل قدرات هابل تمكنا من تحديد قطره”. هارفارد وسميثسونيان في كامبريدج، ماساتشوستس.

تظهر ملاحظات هابل أن الكوكب يقوم بعبور عادي بالكامل عبر قرص النجم، مما يؤدي إلى حجم حقيقي يبلغ 1.07 مرة فقط قطر الأرض. وهذا يعني أن الكوكب عالم صخري، مثل الأرض، له نفس الجاذبية السطحية تقريبًا. ولكن عند درجة حرارة سطحية تبلغ حوالي 500 درجة فهرنهايت، يكون الجو حارًا جدًا بحيث لا يصلح للحياة كما نعرفها.

يقارن هذا الرسم البياني سيناريوهين لكيفية مرور كوكب خارجي بحجم الأرض أمام نجمه المضيف. يُظهر المسار السفلي الكوكب وهو يرعى النجم. قد تؤدي دراسة الضوء الناتج عن مثل هذا العبور إلى تقدير غير دقيق لحجم الكوكب، مما يجعله يبدو أصغر مما هو عليه بالفعل. يُظهر المسار العلوي الهندسة المثالية، حيث يعبر الكوكب القرص الكامل للنجم. ويمكن لدقة تلسكوب هابل الفضائي التمييز بين هذين السيناريوهين، مما يؤدي إلى قياس دقيق لقطر الكوكب. حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، إليزابيث ويتلي (STScI)

ويدور الكوكب حول النجم LTT 1445A، وهو جزء من نظام ثلاثي مكون من ثلاثة نجوم قزمة حمراء يقع على بعد 22 سنة ضوئية في كوكبة النهر. يحتوي النجم على كوكبين آخرين تم الإبلاغ عنهما أكبر من LTT 1445Ac. يقع زوج محكم من نجمين قزمين آخرين، LTT 1445B وC، على بعد حوالي 3 مليارات ميل من LTT 1445A، والذي تم تحديده أيضًا بواسطة هابل. تشير محاذاة النجوم الثلاثة والمدار الجانبي لزوج BC إلى أن كل شيء في النظام مشترك في المستوى، بما في ذلك الكواكب المعروفة.

“إن الكواكب العابرة مثيرة للاهتمام لأننا نستطيع وصف أغلفتها الجوية باستخدام التحليل الطيفي، ليس فقط باستخدام تلسكوب هابل ولكن أيضًا باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي. قياساتنا مهمة لأنها تخبرنا أنه من المحتمل أن يكون هذا كوكبًا أرضيًا قريبًا جدًا. وقال باس: “إننا نتطلع إلى متابعة الملاحظات التي ستسمح لنا بفهم أفضل لتنوع الكواكب حول النجوم الأخرى”.

وقد تم نشر هذا البحث في المجلة الفلكية.

المرجع: “منحنى الضوء HST/WFC3 يدعم التركيب الأرضي لأقرب كوكب خارج المجموعة الشمسية لعبور قزم M” بقلم إميلي ك. باس، جينيفر جي. وينترز، ديفيد شاربونو، أوريليا بالكانسكي، نيكول لويس، مورا لالي، جاكوب إل. بين، ريان كلوتير وجيسون د. إيستمان، 25 سبتمبر 2023، المجلة الفلكية.
دوى: 10.3847/1538-3881/acf561

ال تلسكوب هابل الفضائي هو مشروع للتعاون الدولي بين ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية. ويدير مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ميريلاند التلسكوب. يجري معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور بولاية ميريلاند عمليات علمية على تلسكوب هابل. يتم تشغيل STScI لصالح وكالة ناسا من قبل رابطة الجامعات لأبحاث علم الفلك، في واشنطن العاصمة