يقع على بعد حوالي 129 سنة ضوئية من الأرض في اتجاه كوكبة بيغاسوس هو نظام النجوم الصغير نسبيًا HR 8799. اعتبارًا من عام 2008 ، تم اكتشاف أربعة كواكب خارجية تدور في هذا النظام والتي - إلى جانب الكواكب الخارجية فورمالهاوت ب - كانت أول من أكد باستخدام تقنية التصوير المباشر. وبمرور الوقت ، أصبح عالم الفلك يعتقد أن هذه الكواكب الأربعة لها صدى مع بعضها البعض.
في هذه الحالة ، تدور الكواكب الأربعة حول نجمها برنين 1: 2: 4: 8 ، مما يعني أن الفترة المدارية لكل كوكب تكون في نسبة دقيقة تقريبًا مع الأخرى في النظام. هذه ظاهرة فريدة نسبيًا ، ألهمت جايسون وانغ - وهو طالب دراسات عليا من ذراع بيركلي من Nexus برعاية وكالة ناسا لعلم النظام الكواكب الخارجية (NExSS) - لإنتاج فيديو يوضح رقصهم المداري.
باستخدام الصور التي حصل عليها W.M. مرصد كيك على مدى سبع سنوات ، يقدم فيديو وانغ لمحة عن هذه الكواكب الخارجية الأربعة المتحركة. كما ترون أدناه ، يتم حجب النجم المركزي بحيث يمكن رؤية الضوء المنعكس من كواكبه. وعلى الرغم من أنها لا تُظهر الكواكب التي تستكمل فترة مدارية كاملة (والتي ستستغرق عقودًا بل قرونًا) ، إلا أنها توضح بشكل جميل الرنين الموجود بين الكواكب الأربعة للنجم.
كما أخبر جايسون وانغ مجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"تم الحصول على البيانات على مدى 7 سنوات من أحد مقاريب كيك التي يبلغ طولها 10 أمتار بواسطة فريق من علماء الفلك (كريستيان ماروا ، كوين كونوبكي ، بروس ماكنتوش ، ترافيس بارمان ، وبن زوكرمان). قلص كريستيان كل حقبة من عهود البيانات السبعة ، ليصنع 7 إطارات للبيانات. ثم صنعت فيلمًا باستخدام استيفاء حركة لتقريب هذه الإطارات السبعة في 100 إطارًا للحصول على فيديو سلس حتى لا يكون متقطعًا (كما لو كان بإمكاننا مشاهدتها كل شهر من Earth) ".
تم التقاط صور الكواكب الخارجية الأربعة في الأصل من قبل الدكتور كريستيان ماروا من مجلس البحوث الوطني بمعهد هيرزبرج للفيزياء الفلكية في كندا. في عام 2008 اكتشف ماروا وزملاؤه الثلاثة الأولى من كواكب HR 8799 - HR 8799 b و c و d - باستخدام تقنية التصوير المباشر. في نفس الوقت تقريبًا ، أعلن فريق من جامعة كاليفورنيا في بيركلي اكتشاف Fomalhaut b ، أيضًا باستخدام التصوير المباشر.
تم تحديد جميع هذه الكواكب على أنها عمالقة غازية ذات حجم وكتلة متشابهة ، يتراوح حجمها بين 1.2 و 1.3 مرة حجم المشتري ، و 7 إلى 10 أضعاف كتلتها. في وقت اكتشافهم ، يعتقد أن HR 8799 d هو أقرب كوكب إلى نجمه ، على مسافة حوالي 27 وحدة فلكية (AUs) - في حين أن المدارين الآخرين على مسافات تبلغ حوالي 42 و 68 AU على التوالي.
بعد ذلك فقط أدرك الفريق أن الكواكب قد تم رصدها بالفعل في عام 1998. في ذلك الوقت ، كانت كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة من تلسكوب هابل الفضائي ومقياس الطيف متعدد الأغراض (NICMOS) قد حصلت على ضوء من النظام الذي يشير إلى وجود الكواكب. ومع ذلك ، لم يتم توضيح ذلك إلا بعد تثبيت تقنية معالجة الصور المطورة حديثًا. وبالتالي ، فإن "الاكتشاف المسبق" لم يلاحظه أحد.
كشفت ملاحظات إضافية في عامي 2009 و 2010 عن وجود كوكب رابع - HR 8799 e - والذي كان له مدار داخله داخل الثلاثة الأخرى. ومع ذلك ، فإن هذا الكوكب أبعد بخمس عشرة مرة من نجمه عن الأرض عن الشمس ، مما يؤدي إلى فترة مدارية حوالي 18000 يومًا (49 عامًا). يستغرق الآخرون حوالي 112 و 225 و 450 سنة (على التوالي) لإكمال مدار HR 8799.
في النهاية ، قرر وانغ إنتاج الفيديو (الذي لم يكن الأول) لتوضيح مدى إثارة البحث عن الكواكب الخارجية. كما قال:
"لقد كتبت خوارزمية الاستيفاء الحركي لنظام كوكب خارجي آخر ، Beta Pictoris b ، حيث نرى كوكبًا واحدًا على مدار حافة يبدو وكأنه ينغمس في نجمه (إنه في الواقع حوله أمامه). أردنا أن نفعل نفس الشيء بالنسبة لـ HR 8799 لإحياء هذا النظام ومشاركة حماسنا في التصوير المباشر للكواكب الخارجية. أعتقد أنه من المدهش أن لدينا التكنولوجيا لمشاهدة عوالم أخرى تدور حول نجوم أخرى ".
بالإضافة إلى ذلك ، يلفت الفيديو الانتباه إلى نظام النجوم الذي يقدم بعض الفرص الفريدة لأبحاث الكواكب الخارجية. نظرًا لأن HR 8799 كان أول نظام متعدد الكواكب يتم تصويره بشكل مباشر ، يعني أن الفلكيين يمكنهم مراقبة مدارات الكواكب الأربعة مباشرة ، ومراقبة تفاعلاتها الديناميكية ، وتحديد كيفية وصولها إلى تكوينها الحالي.
سيتمكن الفلكيون أيضًا من أخذ أطياف الغلاف الجوي لكوكبنا لدراسة تكوينها ومقارنتها مع عمالقة الغاز في نظامنا الشمسي. وبما أن النظام صغير جدًا حقًا (عمره 40 مليون عام فقط) ، فيمكنه أن يخبرنا كثيرًا عن عملية تكوين الكوكب. وأخيرًا وليس آخرًا ، يمكن أن تعني مداراتها الواسعة (وهي ضرورة نظرًا لحجمها) أن النظام أقل من الاستقرار.
وبحسب وانغ ، سيراقب الفلكيون في المستقبل لمعرفة ما إذا تم طرد أي كواكب من النظام. أنا لا أعرف عنك ، لكني سأفكر في فيديو يوضح أن أحد عمالقة الغاز HR 8799 الذين يتم إخراجهم من نظامه سيكون ملهمًا أيضًا!
