التوضيح بالكمبيوتر لنجم ثنائي. حقوق الصورة: مؤسسة كارنيجي. اضغط للتكبير.
يُظهر العمل النظري الجديد أن تكوين كوكب الغاز العملاق يمكن أن يحدث حول النجوم الثنائية بنفس الطريقة التي يحدث بها حول النجوم الفردية مثل الشمس. قدم العمل اليوم الدكتور ألان بوس من قسم المغناطيسية الأرضية في معهد كارنيجي (DTM) في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في واشنطن العاصمة. تشير النتائج إلى أن الكواكب العملاقة للغاز ، مثل المشتري ، والكواكب الشبيهة بالأرض يمكن أن تكون أكثر انتشارًا مما كان يعتقد سابقًا. وقد تم قبول ورقة تصف هذه النتائج للنشر في مجلة الفيزياء الفلكية.
يقول بوس: "نميل إلى التركيز على البحث عن أنظمة شمسية أخرى حول النجوم تمامًا مثل الشمس". "لكننا نتعلم أنه يمكن العثور على أنظمة الكواكب حول جميع أنواع النجوم ، من النجوم النابضة إلى الأقزام M مع ثلث كتلة شمسنا فقط."
اثنان من كل ثلاثة نجوم في درب التبانة عضو في نظام ثنائي أو متعدد النجوم ، حيث تدور النجوم حول بعضها البعض مع فواصل يمكن أن تتراوح من كونها على اتصال تقريبًا (ثنائيات قريبة) إلى آلاف السنوات الضوئية أو المزيد (ثنائيات عريضة). معظم الثنائيات لها فواصل مماثلة للمسافة من الشمس إلى نبتون (~ 30 AU ، حيث 1 AU = 1 وحدة فلكية = 150 مليون كيلومتر - المسافة من الأرض إلى الشمس).
لم يكن من الواضح ما إذا كان تشكيل النظام الكوكبي يمكن أن يحدث في أنظمة النجوم الثنائية النموذجية ، حيث قد تتداخل قوى الجاذبية القوية من أحد النجوم مع عمليات تكوين الكوكب حول النجم الآخر ، والعكس صحيح. كان العمل النظري السابق قد اقترح ، في الواقع ، أن النجوم الثنائية النموذجية لن تكون قادرة على تكوين أنظمة الكواكب. ومع ذلك ، وجد الباحثون عن الكواكب مؤخرًا عددًا من الكواكب العملاقة للغاز في المدار حول النجوم الثنائية مع مجموعة من الفواصل.
وجد بوس أنه إذا كان تسخين الصدمة الناتج عن قوى الجاذبية من النجم المرافق ضعيفًا ، فإن الكواكب العملاقة للغاز قادرة على التكون في أقراص تشكل الكوكب بنفس الطريقة التي تتشكل بها حول النجوم المفردة. سيبقى القرص المكون للكوكب باردًا بما يكفي لتبقى حبيبات الجليد صلبة وبالتالي يسمح بنمو النوى الصلبة التي يجب أن تصل إلى حجم كتلة الأرض المتعددة لكي تنجح الآلية التقليدية لتكوين الكوكب العملاق الغازي (تراكم اللب).
تظهر نماذج بوس بشكل مباشر أكثر أن الآلية البديلة لتكوين كوكب الغاز العملاق (عدم استقرار القرص) يمكن أن تتقدم أيضًا في أنظمة النجوم الثنائية كما هو الحال حول النجوم المنفردة ، وفي الواقع قد يتم تشجيعها من قبل قوى الجاذبية للنجم الآخر . في موديلات بوس الجديدة ، يتم دفع القرص المكون للكوكب في مدار حول أحد النجوم بسرعة لتشكيل أذرع لولبية كثيفة ، تتشكل داخلها مجموعات من الغاز والغبار ذاتية الجاذبية وتبدأ عملية الانكماش إلى أحجام الكواكب. هذه العملية سريعة بشكل مذهل ، وتتطلب أقل من 1000 عام لتكوين كتل كثيفة في قرص لا مثيل له. سيكون هناك متسع كبير لتشكيل الكواكب الشبيهة بالأرض أقرب إلى النجم المركزي بعد أن تكونت الكواكب العملاقة للغاز ، بنفس الطريقة التي يُعتقد أن نظام الكواكب الخاص بنا قد تشكل بها.
يشير بوس إلى أن "هذه النتيجة قد تكون لها آثار عميقة في أنها تزيد من احتمالية تشكيل أنظمة الكواكب التي تشبه أنظمتنا ، لأن النجوم الثنائية هي القاعدة في مجرتنا ، وليس الاستثناء". إذا استطاعت النجوم الثنائية أن تحمي أنظمة الكواكب التي تتكون من كواكب عملاقة للغاز الخارجي وكواكب تشبه الأرض ، فإن احتمال عوالم أخرى صالحة للسكن يصبح فجأة أكثر بثلاث مرات تقريبًا - ما يصل إلى ثلاثة أضعاف عدد النجوم التي يمكن أن تكون مضيفة للأنظمة الكوكبية على غرار ما لدينا. إن خطط وكالة ناسا للبحث عن الكواكب الشبيهة بالأرض وتوصيفها في العقد المقبل ستكون على الأرجح أكثر نجاحًا.
أحد الأسئلة الرئيسية المتبقية حول النماذج النظرية هو الكمية الصحيحة لتسخين الصدمة داخل القرص المكون للكوكب ، بالإضافة إلى السؤال الأكثر عمومية حول مدى سرعة القرص في التبريد. يعمل بوس وباحثون آخرون بنشاط من أجل فهم عمليات التدفئة والتبريد هذه بشكل أفضل. بالنظر إلى الأدلة الرصدية المتزايدة على الكواكب العملاقة للغاز في أنظمة النجوم الثنائية ، تشير النتائج الجديدة إلى أن التسخين بالصدمة في الأقراص الثنائية لا يمكن أن يكون كبيرًا جدًا ، أو سيمنع تكوين الكوكب العملاق للغاز.
المصدر الأصلي: بيان كارنيجي الإخباري
