يجد علماء الفلك أنه لا توجد مجموعة كبيرة من الكواكب خارج المجموعة الشمسية المختلفة فحسب ، بل توجد أيضًا أنواع مختلفة من أنظمة الكواكب. قالت باربرا ماكدونالد من مرصد ماكدونالدز في جامعة تكساس في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في ميامي بفلوريدا اليوم: "لم نعد في كانساس بعد الآن فيما يتعلق بالنظم الشمسية". "الشيء المثير هو أننا وجدنا نظامًا آخر متعدد الكواكب لا يشبه نظامنا على الإطلاق".
نظرة فاحصة على نظام Upsilon Andromedae مع تلسكوب هابل الفضائي وتلسكوب هوبي إيبرلي وغيرها من التلسكوبات الأرضية تظهر نظامًا غريبًا حيث تكون الكواكب بعيدة عن الميل ولها مدارات مائلة للغاية. وجد الفلكيون أيضًا كوكبًا آخر ، ونجمًا آخر أيضًا - وهذا على الأرجح نظام نجمي ثنائي.
حتى مع مدار بلوتو المائل ، فإن نظامنا الشمسي يبدو كمحيط من الهدوء مقارنةً بـ Upsilon Andromedae.
قال ماكدونالد أن هذه النتائج المفاجئة ستؤثر على النظريات حول كيفية تطور الأنظمة متعددة الكواكب ، وتبين أن بعض الأحداث العنيفة يمكن أن تحدث لتعطيل مدارات الكواكب بعد تشكل نظام الكواكب.
وقالت "إن النتائج تعني أن الدراسات المستقبلية لأنظمة الكواكب الخارجية ستكون أكثر تعقيدًا". "لم يعد بإمكان الفلكيين افتراض أن جميع الكواكب تدور حول نجمها الأم في مستوى واحد." تقول باربرا مكارثر من جامعة تكساس في مرصد أوستن ماكدونالد.
على غرار الشمس في خصائصها ، تقع Upsilon Andromedae على بعد حوالي 44 سنة ضوئية. إنها أصغر سنا وأكثر ضخامة وأكثر إشراقا من الشمس. لأكثر من عقد من الزمان ، عرف الفلكيون أن ثلاثة كواكب من نوع المشتري تدور حول النجم الأصفر الأبيض Upsilon Andromedae.
ولكن بعد أكثر من ألف ملاحظة مجتمعة ، كشفت ماكدونالد وفريقها عن تلميحات إلى أن كوكبًا رابعًا يدور حول النجم بعيدًا. وتمكنوا أيضًا من تحديد الكتل الدقيقة لاثنين من الكواكب الثلاثة المعروفة سابقًا ، Upsilon Andromedae c و d. لكن الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو أنه ليست كل الكواكب تدور حول هذا النجم في نفس المستوى. تميل مدارات الكواكب c و d بمقدار 30 درجة فيما يتعلق ببعضها البعض. يمثل هذا البحث المرة الأولى التي تم فيها قياس "الميل المتبادل" لكوكبين يدوران حول نجم آخر.
قال مكارثر: "على الأرجح ، كان لدى Upsilon Andromedae نفس عملية التكوين التي كان بها نظامنا الشمسي ، على الرغم من أنه كان من الممكن أن تكون هناك اختلافات في التكوين المتأخر الذي أرسى هذا التطور المتباين". "فرضية تطور الكواكب حتى الآن كانت أن أنظمة الكواكب تتشكل في القرص وتبقى مشتركة نسبيًا ، مثل نظامنا الخاص ، ولكننا الآن قمنا بقياس زاوية مهمة بين هذه الكواكب تشير إلى أن هذا ليس هو الحال دائمًا. "
حتى الآن ، كانت الحكمة التقليدية هي أن سحابة كبيرة من الغاز تنهار لتشكل نجمًا ، والكواكب هي نتاج ثانوي طبيعي لمواد متبقية تشكل قرصًا. في نظامنا الشمسي ، هناك حفرية لهذا الحدث الخلق لأن جميع الكواكب الثمانية الكبرى تدور في نفس المستوى تقريبًا. تقع الكواكب القزمة الخارجية مثل بلوتو في مدارات مائلة ، ولكن تم تعديلها بواسطة جاذبية نبتون وليست مغمورة عميقًا داخل مجال الجاذبية للشمس.
فما الذي أطرق نظام Upsilon Andromedae؟
وقال مكارثر "الاحتمالات تشمل التفاعلات التي تحدث من الهجرة الداخلية للكواكب ، أو طرد الكواكب الأخرى من النظام من خلال تشتت كوكب الكوكب ، أو تعطيل نجم رفيق ثنائي النجم الأم ، Upsilon Andromedae B".
أو ، يمكن أن يكون النجم المرافق - قزم أحمر أقل كتلة وأغمس بكثير من الشمس - هو الجاني. يكون.
قال عضو الفريق فريتز بينيديكت "ليس لدينا أي فكرة عن مداره". "يمكن أن يكون غريب الأطوار للغاية. ربما يقترب من وقت لآخر. قد يستغرق 10000 سنة ". مثل هذا التمرير القريب من النجم الثانوي يمكن أن يزعج جاذبية مدارات الكواكب ".
نوعان مختلفان من البيانات مجتمعة في هذا البحث هما علم الفلك من تلسكوب هابل الفضائي والسرعة الشعاعية من التلسكوبات الأرضية.
علم الفلك هو قياس مواضع وحركات الأجرام السماوية. استخدمت مجموعة ماك آرثر أحد مستشعرات التوجيه الدقيقة (FGSs) على تلسكوب هابل في هذه المهمة. FGSs دقيقة للغاية بحيث يمكنها قياس عرض ربع في دنفر من نقطة المراقبة في ميامي. كانت هذه الدقة التي تم استخدامها لتتبع حركة النجم في السماء بسبب الكواكب المحيطة بها وغير المرئية.
تقوم السرعة الشعاعية بعمل قياسات لحركة النجم على السماء باتجاه الأرض وبعيدًا عنها. تم إجراء هذه القياسات على مدى 14 عامًا باستخدام التلسكوبات الأرضية ، بما في ذلك اثنان في مرصد ماكدونالد وأخرى في ليك ، هوت بروفنس ، ومراصد ويبل. توفر السرعة الشعاعية خطًا أساسيًا طويلًا لملاحظات الأساس ، والتي مكنت المدة الأقصر ، ولكن الأكثر دقة واكتمالًا ، من خلال رصدات هابل لتحديد الحركات المدارية بشكل أفضل.
حقيقة أن الفريق حدد الميول المدارية للكواكب ج و د سمحت لهم بحساب الكتل الدقيقة للكواكب. أخبرتنا المعلومات الجديدة أن رأينا حول أي كوكب أثقل يجب تغييره. وضعت الكتل الدنيا السابقة للكواكب التي قدمتها دراسات السرعة الشعاعية الحد الأدنى للكتلة c لكوكب المشتري 2 لكوكب المشتري d لكوكب المشتري 4 عند المشتري الكتل الدقيقة الجديدة ، التي عثر عليها بواسطة علم الفلك هي 14 كوكبًا لكوكب ج و 10 جوبيتر لكوكب د.
قال بنديكت: "تشير بيانات هابل إلى أن السرعة الشعاعية ليست القصة الكاملة". "حقيقة أن الكواكب انقلبت في الواقع كتلة كانت لطيفة حقا."
الكوكب الرابع بعيد جدًا ، لدرجة أن إشارته لا تكشف عن انحناء مداره.
كشفت 14 عامًا من معلومات السرعة الشعاعية التي جمعها الفريق تلميحات إلى أن كوكبًا رابعًا طويل الأمد قد يدور حول الثلاثة المعروفة الآن. هناك تلميحات فقط عن هذا الكوكب لأنه بعيد حتى أن الإشارة التي يخلقها لا تكشف بعد عن انحناء المدار. قطعة أخرى مفقودة من اللغز هي ميل الكوكب الأعمق ، ب ، والذي يتطلب قياسًا فلكيًا دقيقًا أكبر بألف مرة من هابل ، وهو هدف يمكن تحقيقه من خلال مهمة فضائية مستقبلية محسنة لقياس التداخل.
المصادر: HubbleSite ، مؤتمر صحفي AAS
