حقوق الصورة: ESO
أعلن فريق أوروبي من علماء الفلك [1] عن اكتشاف ودراسة كوكبين جديدين خارج النظام الشمسي (الكواكب الخارجية). وهي تنتمي إلى كائنات مرشح النقل العام OGLE ويمكن وصفها بالتفصيل. وهذا يضاعف عدد الكواكب الخارجية التي تم اكتشافها بطريقة العبور ثلاث مرات ؛ ثلاثة من هذه الأشياء معروفة الآن.
وأجريت الملاحظات في مارس 2004 باستخدام جهاز التحليل الطيفي متعدد الألياف FLAMES على تلسكوب VLT Kueyen 8.2 م في مرصد ESO Paranal (تشيلي). لقد مكنوا علماء الفلك من قياس السرعات الشعاعية الدقيقة لنجم واحد وأربعين نجمًا تم اكتشاف سطوع مؤقت لها من خلال مسح OGLE. قد يكون هذا التأثير هو توقيع العبور أمام نجم كوكب يدور ، ولكن قد يكون أيضًا بسبب رفيق نجمي صغير.
بالنسبة لاثنين من النجوم (OGLE-TR-113 و OGLE-TR-132) ، كشفت التغيرات في السرعة المقاسة عن وجود رفاق كتلة كوكبية في مدارات قصيرة المدى للغاية.
تؤكد هذه النتيجة وجود فئة جديدة من الكواكب العملاقة تسمى "كوكب المشتري الساخن جدًا" نظرًا لحجمها وارتفاع درجة حرارة سطحها. هم قريبون جدًا من نجومهم المضيفين ، يدورون في أقل من يومين (الأرض).
سيتم عرض طريقة العبور للكشف عن الكواكب الخارجية لعامة الجمهور في 8 يونيو 2004 ، عندما يمر كوكب الزهرة أمام القرص الشمسي ، راجع. برنامج VT-2004.
اكتشاف عوالم أخرى
خلال العقد الماضي ، علم الفلكيون أن نظامنا الشمسي ليس فريدًا ، حيث تم اكتشاف أكثر من 120 كوكبًا عملاقًا يدور حول النجوم من خلال مسوحات السرعة الشعاعية (راجع ESO PR 13/00 و ESO PR 07/01 و ESO PR 03/03).
ومع ذلك ، فإن تقنية السرعة الشعاعية ليست الأداة الوحيدة للكشف عن الكواكب الخارجية. عندما يمر كوكب أمام نجمه الأم (كما يظهر من الأرض) ، فإنه يحجب جزءًا صغيرًا من ضوء النجم من وجهة نظرنا. كلما كبر الكوكب ، بالنسبة للنجم ، كان أكبر جزء من الضوء المسدود.
إنه نفس التأثير بالضبط عندما يعبر كوكب الزهرة القرص الشمسي في 8 يونيو 2004 ، راجع. ESO PR 03/04 وموقع برنامج VT-2004. في القرون الماضية تم استخدام مثل هذه الأحداث لتقدير المسافة بين الشمس والأرض ، مع آثار مفيدة للغاية للفيزياء الفلكية والميكانيكا السماوية.
في الوقت الحاضر ، تكتسب عمليات العبور الكوكبية أهمية متجددة. تحاول العديد من الاستطلاعات العثور على التواقيع الباهتة لعوالم أخرى ، عن طريق القياسات الضوئية النجمية ، بحثًا عن التعتيم الدوري للنجم أثناء مرور كوكب أمام قرصه.
تم تصميم أحد هذه الاستطلاعات ، OGLE ، في الأصل لاكتشاف أحداث العدسات الدقيقة من خلال مراقبة سطوع عدد كبير جدًا من النجوم على فترات منتظمة. على مدى السنوات الأربع الماضية ، تضمنت أيضًا بحثًا عن "انخفاضات" ضحلة دورية لسطوع النجوم ، بسبب النقل المنتظم للأجسام المدارية الصغيرة (النجوم الصغيرة أو الأقزام البنية أو الكواكب بحجم المشتري). وقد أعلن فريق OGLE منذ ذلك الحين عن 137 "مرشح عبور كوكبي" من مسحهم لحوالي 155000 نجم في حقلين في السماء الجنوبية ، أحدهما في اتجاه مركز المجرة ، والآخر داخل كوكبة كارينا.
حل طبيعة عبور OGLE
تم الكشف عن مرشحي العبور OGLE من خلال وجود انخفاض دوري بنسبة قليلة في سطوع النجوم المرصودة. نصف قطر كوكب بحجم المشتري أصغر بعشر مرات تقريبًا من نجم من النوع الشمسي [2] ، أي أنه يغطي حوالي 1/100 من سطح ذلك النجم وبالتالي يحجب حوالي 1٪ من الضوء النجمي أثناء العبور.
ومع ذلك ، فإن وجود حدث ترانزيت وحده لا يكشف عن طبيعة الجسم العابر. وذلك لأن نجمًا منخفض الكتلة أو قزمًا بنيًا ، بالإضافة إلى السطوع المتغير لنظام ثنائي يتفوق على الخلفية يظهر في نفس الاتجاه ، قد يؤدي إلى اختلافات في السطوع تحاكي تلك التي ينتجها كوكب عملاق يدور.
ومع ذلك ، يمكن تحديد طبيعة الجسم العابر من خلال رصد السرعة الشعاعية للنجم الأم. يرتبط حجم التغيرات في السرعة (الاتساع) ارتباطًا مباشرًا بكتلة الجسم المصاحب ، وبالتالي يسمح بالتمييز بين النجوم والكواكب كسبب للسطوع الملاحظ "الانخفاض".
بهذه الطريقة ، تتحد عمليات البحث العابر الضوئية وقياسات السرعة الشعاعية لتصبح تقنية قوية للغاية لاكتشاف الكواكب الخارجية الجديدة. علاوة على ذلك ، فهي مفيدة بشكل خاص لتوضيح خصائصها. في حين أن الكشف عن كوكب بواسطة طريقة السرعة الشعاعية ينتج فقط تقديرًا أقل لكتلته ، فإن قياس العبور يجعل من الممكن تحديد الكتلة والقطر والكثافة الدقيقة للكوكب.
إن متابعة ملاحظات السرعة الشعاعية لمرشح العبور OGLE 137 ليست مهمة سهلة لأن النجوم ضعيفة نسبيًا (الأحجام البصرية حول 16). يمكن القيام بذلك فقط باستخدام تلسكوب في فئة 8-10m مع مطياف عالي الدقة.
طبيعة الكواكب الخارجية الجديدة
لذلك استخدم فريق أوروبي من علماء الفلك [1] تلسكوب VLT Kueyen بطول 8.2 م. في مارس 2004 ، اتبعت 41 OGLE "أفضل النجوم المرشح الترانزيت" خلال 8 نصف ليلة. لقد استفادوا من السعة المتعددة لمرفق الوصلات الليفية FLAMES / UVES الذي يسمح بالحصول على أطياف عالية الدقة من 8 أجسام في وقت واحد ويقيس السرعات النجمية بدقة حوالي 50 م / ث.
في حين تبين أن الغالبية العظمى من مرشحي العبور OGLE هم نجوم ثنائية (معظمها نجوم صغيرة باردة تمر أمام النجوم من النوع الشمسي) ، كان اثنان من الأجسام ، المعروفة باسم OGLE-TR-113 و OGLE-TR-132 ، وجدت لاظهار اختلافات صغيرة في السرعة. عندما تم الجمع بين جميع الملاحظات المتاحة - اختلافات الضوء والطيف النجمي وتغيرات السرعة الشعاعية - تمكن الفلكيون من تحديد أنه بالنسبة لهذين النجمين ، فإن الأجسام العابرة لها كتل متوافقة مع تلك الخاصة بكوكب عملاق مثل المشتري.
ومن المثير للاهتمام أنه تم الكشف عن الكواكب الجديدة حول النجوم البعيدة نوعًا ما في مجرة درب التبانة ، في اتجاه الكوكبة الجنوبية كارينا. بالنسبة إلى OGLE-TR-113 ، يكون النجم الأصلي من النوع F (أكثر سخونة قليلاً وأكثر ضخامة من الشمس) ويقع على مسافة حوالي 6000 سنة ضوئية. الكوكب المداري أثقل بحوالي 35 ٪ وقطره أكبر بنسبة 10 ٪ من قطر المشتري ، أكبر كوكب في النظام الشمسي. يدور حول النجم مرة واحدة كل 1.43 يومًا على مسافة 3.4 مليون كيلومتر فقط (0.0228 AU). في النظام الشمسي ، يبعد عطارد 17 مرة عن الشمس. درجة حرارة سطح هذا الكوكب ، والتي مثل المشتري عملاق غازي ، أعلى من ذلك على الأرجح ، ربما فوق 1800 درجة مئوية.
تبلغ المسافة إلى نظام OGLE-TR-132 حوالي 1200 سنة ضوئية. هذا الكوكب ثقيل مثل المشتري وأكبر بحوالي 15٪ (حجمه لا يزال غير مؤكد إلى حد ما). يدور حول نجم قزم K (أكثر برودة وأقل كتلة من الشمس) مرة واحدة كل 1.69 يومًا على مسافة 4.6 مليون كيلومتر (0.0306 AU). يجب أن يكون هذا الكوكب حارًا جدًا.
فئة جديدة من الكواكب الخارجية
مع وجود كائن العبور الكوكبي OGLE-TR-56 [3] الذي تم العثور عليه سابقًا ، فإن كائني OGLE الجديدين يحددان فئة جديدة من الكواكب الخارجية ، والتي لم تكتشف بعد بواسطة مسوحات السرعة الشعاعية الحالية: الكواكب ذات الفترات القصيرة للغاية والمدارات الصغيرة المقابلة. يبدو أن توزيع الفترات المدارية "للمشتري الحار" المكتشف من مسوحات السرعة الشعاعية ينخفض إلى أقل من 3 أيام ، ولم يتم العثور على أي كوكب سابقًا مع فترة مدارية أقصر من حوالي 2.5 يومًا.
إن وجود كواكب OGLE الثلاثة يظهر الآن وجود "المشتري الحار جدًا" ، على الرغم من أنها قد تكون نادرة جدًا ؛ على الأرجح حول جسم واحد لكل 2500 إلى 7000 نجمة. يحير الفلكيون حقاً كيف يمكن للأجسام الكوكبية أن تنتهي في مثل هذه المدارات الصغيرة ، بالقرب من نجومها المركزية.
على عكس طريقة السرعة الشعاعية المسؤولة عن الغالبية العظمى من اكتشافات الكوكب حول النجوم العادية ، فإن الجمع بين رصدات العبور والسرعة الشعاعية يجعل من الممكن تحديد الكتلة الحقيقية ونصف القطر وبالتالي متوسط كثافة هذه الكواكب.
توقعات رائعه
يضاعف الجسمان الجديدان عدد الكواكب الخارجية ذات الكتلة ونصف القطر المعروفين (كائنات OGLE الثلاثة بالإضافة إلى HD209458b ، والتي تم الكشف عنها بواسطة مسوحات السرعة الشعاعية ولكن تم رصد عبور ضوئي لها لاحقًا). المعلومات الجديدة حول الكتل الدقيقة ونصف القطر ضرورية لفهم الفيزياء الداخلية لهذه الكواكب.
إن تكامل تقنيات النقل العابر والسرعة الشعاعية تفتح الآن الباب أمام دراسة تفصيلية للخصائص الحقيقية للكواكب الخارجية. ستؤدي عمليات البحث الفضائية عن عمليات عبور كوكبية - مثل مهمات COROT و KEPLER - جنبًا إلى جنب مع رصدات متابعة السرعة الشعاعية الأرضية في المستقبل إلى توصيف عوالم أخرى صغيرة مثل أرضنا.
المصدر الأصلي: نشرة إسو الإخبارية
