حقوق الصورة: ESA
يعتقد علماء الفلك من جامعة تكساس في أوستن أنهم توصلوا إلى طريقة غير مكلفة للبحث عن الكواكب خارج المجموعة الشمسية. على الرغم من أن العملية ستدمر على الأرجح الكواكب الداخلية ، فمن المحتمل أن تظل الكواكب الخارجية في مدار حول النجم. من المعروف أن هذه الأقزام البيضاء تنبض بمعدل معين ، لذا فإن جاذبية كوكب يتحرك حول النجم يجب أن تؤثر على معدل النبض هذا بمقدار دقيقة يجب اكتشافه بواسطة التلسكوبات الأرضية الرخيصة.
اخترع علماء الفلك في جامعة تكساس في أوستن طريقة غير مكلفة لتحديد ما إذا كانت هناك أنظمة شمسية أخرى مثل منظومتنا.
من بين أكثر من 100 نجمة معروفة الآن بوجود كواكب ، وجد علماء الفلك بعض الأنظمة المشابهة لأنظمتنا. من غير المعروف ما إذا كان هذا بسبب القيود التكنولوجية أو إذا كان نظامنا تكوينًا نادرًا حقًا. علماء الفلك في مرصد ماكدونالد؟ يستخدم أسلوب البحث الجديد تلسكوب عصر الاكتئاب تزاوج مع تكنولوجيا اليوم.
يبحث علماء الفلك دون وينجيت وإدوارد ناثر ، وطلاب الدراسات العليا Fergal Mullally و Anjum Mukadem ، وزملاؤه عن "بقايا" الأنظمة الشمسية مثل أنظمتنا. تبحث طريقتهم عن قطع مثل هذا النظام الشمسي بعد وفاة نجمه ، من خلال استغلال سمة شموس قديمة محترقة تسمى "الأقزام البيضاء".
ويشارك أيضًا علماء الفلك في جامعة تكساس بيل كوكران وتيد فون هيبل ، جنبًا إلى جنب مع S.O. جامعة كبلر البرازيلية الفيدرالية في ريو غراندي دول سول وأنطونيو كنعان من جامعة البرازيل الاتحادية في سانتا كاتارينا.
يعرف علماء الفلك أنه بينما تستخدم النجوم الشبيهة بالشمس وقودها النووي ، ستتوسع طبقاتها الخارجية ، وسيصبح النجم نجمًا "عملاقًا أحمر". عندما يحدث هذا للشمس ، في حوالي خمسة مليارات سنة ، يتوقعون أنها ستبتلع عطارد والزهرة ، وربما لا تصل إلى الأرض تمامًا. ثم ستفجر الشمس طبقاتها الخارجية وستبقى لبضعة آلاف السنين كسديم كوكبي جميل ومتموج. بعد ذلك ، سيكون قلب الشمس المتبقي قزمًا أبيضًا ، وحجرًا كثيفًا باهتًا حول حجم الأرض. والأهم من ذلك أنه من المحتمل أن تظل الكواكب الخارجية لنظامنا الشمسي تدور حولها.
بمجرد وصول نظام شبيه بالشمس إلى هذه الحالة ، قد يتمكن فريق Winget من العثور عليه. تعتمد طريقتهم على أكثر من ثلاثة عقود من البحث حول تقلبية (أي تغيرات في السطوع) للأقزام البيضاء. في أوائل الثمانينيات ، اكتشف علماء الفلك في جامعة تكساس أن بعض الأقزام البيضاء تختلف ، أو "نابضة" ، في رشقات نارية منتظمة. في الآونة الأخيرة ، اكتشف وينجيت وزملاؤه أن حوالي ثلث هذه الأقزام البيضاء النابضة (PWDs) هم حراس وقت موثوق بهم أكثر من الساعات الذرية ومعظم النجوم النابضة بالمللي ثانية.
هذه النبضات هي مفتاح الكشف عن الكواكب. ستؤثر الكواكب التي تدور حول نجم PWD مستقر على ملاحظات ضبط الوقت ، ويبدو أنها تتسبب في اختلافات دورية في أنماط النبضات القادمة من النجم. هذا لأن الكوكب الذي يدور حول الأشخاص ذوي الإعاقة يسحب النجم أثناء تحركه. سيؤدي التغيير في المسافة بين النجم والأرض إلى تغيير مقدار الوقت الذي يستغرقه الضوء من النبضات للوصول إلى الأرض. نظرًا لأن النبضات مستقرة للغاية ، يمكن لعلماء الفلك حساب الفرق بين وقت وصول النبضات المرصود والمتوقع واستنتاج وجود الكوكب وخصائصه. (هذه الطريقة شبيهة بتلك المستخدمة في اكتشافات ما يسمى بـ "الكواكب النجمية". والفرق هو أنه لا يُعتقد أن رفاق النجم النابض قد تشكلوا مع نجومهم ، ولكن فقط بعد أن تنفجر تلك النجوم في المستعرات الأعظمية.)
"سيكون هذا البحث حساسًا للأقزام البيضاء التي كانت في البداية بين كتلة وأربعة أضعاف كتلة الشمس ، ويجب أن تكون قادرة على اكتشاف الكواكب في غضون 2 إلى 20 AU من نجمها الأصلي. هذا يعني أننا سنحقق داخل المنطقة الصالحة للسكن لبعض النجوم. (الوحدة الفلكية AU ، هي المسافة بين الأرض والشمس). "من السهل ، في الأساس ، من السهل اكتشاف المشتري على مسافة المشتري بهذه التقنية. قال "إنها حساء البط".
سهل ولكن ليس سريع. قد تستغرق الكواكب الخارجية ، التي تدور حول نجومها على مسافات كبيرة ، أكثر من عقد لإكمال مدار واحد. لذلك ، يمكن أن يستغرق الأمر عدة سنوات من الملاحظات للكشف النهائي عن كوكب يدور حول قزم أبيض.
قال وينغيت "عليك أن تبحث لفترة طويلة عن مدار كامل". "نصف مدار أو ثلث مدار سيخبرنا شيئًا ما يحدث هناك. ولكن بالنسبة لكوكب على مسافة كوكب المشتري ، لا يزال نصف المدار ست سنوات ". وأضاف وينجيت أنه بالنسبة لهذه الطريقة ، "اكتشاف المشتري في أورانوس؟ المسافة أسهل ، لكنها تستغرق وقتًا أطول ".
من أجل البحث عن كوكب الأشخاص ذوي الإعاقة ، صمم ناثر أداة جديدة متخصصة لتلسكوب أوتو ستروف تلسكوب مرصد ماكدونالد 2.1 متر. قام هو ومقدم بتقديم تصميم وصنع الجهاز المسمى أرغوس لقياس كمية الضوء القادمة من النجوم المستهدفة. على وجه التحديد ، Argos هو "مضواء CCD"؟ عداد فوتوني يستخدم جهازًا مقترنًا بالشحن لتسجيل الصور. تقع في التركيز الرئيسي لتلسكوب Struve ، ولا يوجد لدى Argos بصريات بخلاف المرآة الأولية التي يبلغ قطرها 2.1 متر. يتم بناء نسخ من Argos الآن في مراصد أخرى حول العالم.
يواصل Mullally البحث عن الكواكب حول الأقزام البيضاء مع Argos على تلسكوب Struve. لديه 22 نجمًا مستهدفًا ، تم تحديد معظمها من خلال مسح Sloan Digital Sky Survey. عندما يجد الفريق مرشحين واعدين للكوكب مع Argos ، سيتابعون ذلك باستخدام تلسكوب Hobby-Eberly (HET) الذي يبلغ طوله 9.2 متر في مرصد ماكدونالد.
قال وينجيت: "إذا وجدنا كواكبًا كبيرة تدور حول مسافات كبيرة ، فهذا دليل جيد على أنه قد تكون هناك كواكب أصغر في مكان قريب. في هذه الحالة ، ما تفعله هو ضرب هذا الهدف باستخدام أكبر تلسكوب يمكنك الوصول إليه". . سيتيح HET توقيتًا أكثر دقة لنبضات الأشخاص ذوي الإعاقة ، وبالتالي سيكون قادرًا على تحديد الكواكب الصغيرة.
سيكون هذا البحث قادرًا على دراسة أنواع النجوم التي لا يمكن دراستها باستخدام طريقة مطيافية دوبلر؟ أنجح طريقة للبحث عن كوكب حتى الآن؟ قال وينجيت. بسبب الخصوصيات في تكوين النجوم الشبيهة بالشمس ، فإن طريقة التحليل الطيفي الدوبلري ليست حساسة للغاية في البحث عن الكواكب حول النجوم ضعف كتلة الشمس. ما يقرب من نصف النجوم في دراسة وينجيت ستكون أقزام بيضاء كانت في الأصل من هذه الأنواع من النجوم. لهذا السبب ، يمكن أن تكون دراسة الأشخاص ذوي الإعاقة في ماكدونالد مفيدة في الكشف عن الأهداف واستراتيجيات المراقبة وتقييمها لمهمات ناسا الفضائية المخطط لها في العقدين المقبلين ، وتحديدًا مهمة قياس التداخل الفضائي ، و Terrestrial Planet Finder و Kepler spacecraft.
يتم تمويل هذا البحث من خلال منحة وكالة ناسا ، وكذلك منحة مشروع بحث متقدم من ولاية تكساس. من خلال التمويل من وكالة التعليم العالي في تكساس ، تم إشراك معلمين ثانويين (دونا سلوتر من مدرسة ستوني بوينت الثانوية في راوند روك ، تكساس ، وكريس كوتر من مدرسة لانير الثانوية في أوستن) بشكل مباشر في هذا البحث. الخطط جارية الآن لتوسيع هذه المشاركة لتشمل المعلمين الآخرين ، والطلاب في الفصول الدراسية من خلال جلب العلوم والعلماء والمرصد مباشرة إلى الفصول الدراسية باستخدام الإنترنت. يشارك كوتر وزملاؤه في مدرسة Lanier High School مع Mullally في اختبار هذا المفهوم.
المصدر الأصلي: بيان صحفي لمرصد ماكدونالد
