اكتشف علماء الفلك للتو كوكبًا عملاقًا أثناء عملية التشكل

أكد علماء الفلك وجود أصغر كوكب معروف، وهو عالم صغير بحجم كوكب المشتري، عمره أقل من مليون سنة، وتشكل بشكل أسرع بكثير من المتوقع.

أكد علماء الفلك أصغر كوكب معروف تم رصده على الإطلاق، وهو عالم عمره أقل من مليون عام ولا يزال محاطًا بالمادة التي تشكل منها. ويظل الكوكب الشاب، المعروف باسم Elias 2-24 b ، مطمورًا في قرص دوار من الغاز والغبار حول نجمه المضيف.

يجبر شبابه الشديد الباحثين على إعادة النظر في مدى سرعة تشكل الكواكب الكبيرة.

يقول لوكاس سيزا، الأستاذ في معهد الدراسات الفلكية في تشيلي والمؤلف المشارك لورقة بحثية توضح تفاصيل النتائج: “إن نماذج تكوين الكواكب لدينا تكافح بالفعل لتفسير حاملي الرقم القياسي السابق لأصغر كوكب معروف – وهو رابط رباعي بين كوكبين يدوران حول النجم PDS 70 وكوكبين يدوران حول النجم WISPIT 2 – ويبلغ عمرهما أكثر من 5 ملايين سنة”. “يُظهر لنا Elias 2-24 b أنه حتى أفضل نماذج تكوين الكواكب لدينا لا تزال تفتقد بعض العمليات المهمة.”

كوكب مخبأ داخل قرص مترب

في دراسة نشرت في 16 سبتمبر رسائل مجلة الفيزياء الفلكيةقام الباحثون بقيادة أندريا بيرناردي، طالب الدكتوراه في جامعة دييغو بورتاليس في تشيلي، بفحص الملاحظات المؤرشفة لسبعة نجوم.

وقد تم رصد هذه النجوم سابقًا باستخدام جهاز الإكليل في مرصد WM Keck في هاواي، والذي يتعاون مع وكالة ناسا بموجب اتفاقية تعاون. يحجب الكوروناغراف قدرًا كبيرًا من ضوء النجم المكثف، مما يسهل على علماء الفلك البحث عن الأجسام الخافتة القريبة.

ويحيط بكل نجم من النجوم السبعة قرص من الحطام مملوء بالغبار والغاز والجليد والمواد الصخرية. يهتم علماء الفلك بشكل خاص بالفجوات والأنماط الأخرى داخل هذه الأقراص لأن هذه الميزات يمكن أن تشير إلى أن الكواكب تتشكل وتفتح مسارات عبر المواد المحيطة.

ومن خلال قمع الضوء الساطع الصادر عن النجوم، بحث الفريق داخل تلك الأقراص عن الكواكب الخافتة التي يصعب اكتشافها. تُعرف الكواكب التي تدور حول نجوم خارج نظامنا الشمسي بالكواكب الخارجية.

وقال برناردي: “يجب العثور على الكواكب داخل الفجوات، لأنها تقوم بنحتها”. “وهذا هو بالضبط المكان الذي وجدنا فيه إلياس 2-24 ب.”

تبلغ كتلة إلياس 2-24 ب كتلة كوكب المشتري تقريبًا، بينما يقع نجمه المضيف على بعد حوالي 450 سنة ضوئية من الأرض. ونظرًا لأن النظام حديث جدًا، فإنه يمنح علماء الفلك فرصة نادرة لدراسة الظروف التي قد تشبه ما كان يبدو عليه نظامنا الشمسي قبل مليارات السنين.

رسم متحرك للفنان يصور إلياس 2-24 ب، أصغر كوكب خارج المجموعة الشمسية تم اكتشافه حتى الآن، ولا يزال ينمو داخل قرص الغاز والغبار المحيط بنجمه المضيف الشاب. تتراكم المواد الموجودة في القرص بشكل نشط على الكوكب الذي له كتلة المشتري، والذي يقع ضمن فجوة بارزة في القرص، مما يدعم النظرية الرائدة لتكوين الكواكب العملاقة. حقوق الصورة: مرصد WM كيك/آدم ماكارينكو

مشاهدة منطقة بناء الكواكب

تتشكل النجوم داخل سحب واسعة من الغاز والغبار. بعد ولادة النجم، تستمر المواد المتبقية في الدوران حوله في قرص. وبمرور الوقت، يمكن أن تتصادم الجسيمات الموجودة داخل هذا القرص، وتلتصق ببعضها البعض، وتنمو لتشكل أجسامًا أكبر حجمًا، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج كواكب تمهد المسارات عبر المواد المحيطة. إن دراسة تلك المرحلة المبكرة أمر صعب لأن الكواكب حديثة الولادة غالبًا ما تكون مخفية خلف الغاز والغبار الذي تتشكل منه. وبدلاً من ذلك، تم اكتشاف معظم الكواكب الخارجية المعروفة من خلال طريقة العبور. ويحدث العبور عندما يعبر كوكب أمام نجمه من وجهة نظرنا، مما يؤدي إلى انخفاض سطوع النجم قليلاً. لكن قد يكون من الصعب اكتشاف الكواكب الصغيرة بهذه الطريقة. يمكن للغبار الكثيف أن يخفيها، وتستغرق الكواكب التي تدور بعيدًا عن نجومها وقتًا أطول بكثير لإكمال كل مدار، مما يجعل عمليات العبور أقل تكرارًا.

ونتيجة لذلك، فإن الغالبية العظمى من الكواكب الخارجية المؤكدة حاليًا والتي يبلغ عددها حوالي 6000 كوكب يبلغ عمرها مليارات السنين وتدور بالقرب نسبيًا من نجومها. ولذلك يقوم علماء الفلك ببناء نماذج لتكوين الكواكب باستخدام مزيج من النظريات والمحاكاة الحاسوبية وملاحظات النجوم الشابة المحاطة بأقراص حيث تظل الكواكب نفسها غير مرئية في كثير من الأحيان. إن اكتشاف عوالم أكثر شبابًا مثل إلياس 2-24 ب يمكن أن يوفر دليلًا مهمًا لتحسين تلك النماذج. وقال سيزا: “تنتج المجرة نجومًا وكواكبًا جديدة بشكل مستمر، لذلك هناك الكثير منها في كل مرحلة من مراحل التطور”. “وهذا يعني أنه يمكننا رؤية العملية برمتها من الناحية النظرية، ولكن هناك فجوة كبيرة فيما يمكن أن تكتشفه معظم التلسكوبات. نحن في الغالب غافلون عن هذه الكواكب الصغيرة في الوقت الحالي”.

لغز عمره عقد من الزمن يأتي معًا أخيرًا

ويحل التأكيد الجديد أيضًا سؤالًا كان علماء الفلك يحققون فيه منذ حوالي عقد من الزمن. كشفت الملاحظات السابقة من ALMA (مصفوفة أتاكاما الكبيرة المليمترية/تحت المليمترية) في تشيلي عن وجود فجوة داخل القرص الغباري المحيط بـ Elias 2-24. وفي وقت لاحق، اكتشف التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي نقطة ضوء خافتة داخل تلك الفجوة نفسها. أثارت هذه الملاحظة على الفور احتمال أن يكون علماء الفلك قد شاهدوا كوكبًا شابًا. لكن كان من الصعب التوفيق بين الفكرة والنماذج الحالية لتكوين الكواكب. ووفقا لهذه النماذج، لا ينبغي أن يكون لدى الكوكب ما يكفي من الوقت لينمو بهذا الحجم على مسافة كبيرة من نجمه. تشير التقديرات الحالية إلى أن إنتاج كوكب بحجم المشتري على مسافة قريبة من الشمس تقريبًا (وهي أكبر بقليل من خمسة أضعاف المسافة بين الأرض والشمس) يستغرق حوالي 5 ملايين سنة.

إن بناء مثل هذا الكوكب في مكان أبعد يجب أن يستغرق وقتًا أطول. ومع ذلك، ظهرت نقطة الضوء الغامضة على بعد حوالي 55 مرة من نجمها مقارنة ببعد الأرض عن الشمس، وقد أظهرت بالفعل علامات على أنها تتصرف مثل كوكب يتشكل.

الملاحظات الأرشيفية تؤكد وجود الكوكب

تحول برناردي وزملاؤه إلى أرشيف مرصد كيك، وهو عبارة عن شراكة تمولها وكالة ناسا بين مرصد كيك ومعهد علوم الكواكب الخارجية التابع لناسا في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا/IPAC ، لمعرفة ما إذا كان الجسم قد ظهر في عمليات رصد سابقة.

ووجدوا نفس المصدر الخافت في بيانات كيك التي تم جمعها في عامي 2018 و2020.

من خلال الجمع بين الملاحظات وتتبع كيفية تحرك الجسم بمرور الوقت، قرر الباحثون أنه يتصرف مثل كوكب يدور بدلاً من نجم خلفي أو قطعة أثرية تم إنشاؤها بواسطة عملية التصوير. وقد سمح هذا الدليل للفريق بتأكيد أن الجسم هو إلياس 2-24 ب.

وقال برناردي: “نسمع عادة عن التلسكوبات التي تعمل بشكل منفصل، ولكن هذا التأكيد لم يكن ممكنا إلا من خلال استخدام تلسكوبات متعددة معا”. “يقع Elias 2-24 b في حدود ما يمكن للتلسكوبات الحالية اكتشافه، ولكن مع أدوات جديدة مثل تلسكوب نانسي غريس الروماني الفضائي التابع لناسا، يجب أن تصبح مثل هذه الاكتشافات أسهل.”

يمكن أن يكشف رومان عن المزيد من الكواكب الصغيرة

يحمل رومان، الذي تم إطلاقه للتو في 30 أغسطس، إكليلًا أكثر تقدمًا مصممًا لاكتشاف الكواكب التي يصعب على العديد من التلسكوبات الحالية فصلها عن الوهج الساحق لنجومها.

باستخدام نهج مماثل للتصوير المباشر، تمكن رومان من اكتشاف الكواكب في مدارات أضيق بكثير، بما في ذلك نظائرها الحقيقية لكوكب المشتري والتي تكافح الأجهزة الموجودة لرؤيتها. وبالمقارنة، فإن إلياس 2-24 ب يدور على بعد حوالي 10 مرات من نجمه.

يمكن لهذه القدرة المحسنة أن تتيح لعلماء الفلك الوصول إلى مجموعة من الكواكب الصغيرة التي ظلت مخفية إلى حد كبير، وتساعد في سد واحدة من أكبر فجوات المراقبة في أبحاث تكوين الكواكب.

وقال سيزا: “هذه مجرد بداية لعصر جديد من الاكتشاف”. “إنه أمر لا يصدق أنه بفضل التكنولوجيا الحديثة، أصبحنا قادرين بالفعل على رؤية عملية تكوين الكوكب، وسيأخذ رومان عملية صيد الكواكب إلى المستوى التالي.”

المرجع: “البحث عن الكواكب الأولية المدمجة باستخدام مخطط Keck/NIRC2 Vortex Coronagraph: تأكيد وجود كوكب تراكم أساسي في الفجوة الضيقة لقرص Elias 2-24” بقلم أندريا برناردي، أليس زورلو، لوكاس أ. سيباستيان بيريز وجوناثان بي ويليامز، 16 سبتمبر 2026، رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/2041-8213/ae9bb6

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.