لا تدور كل الكواكب حول النجوم. البعض يتنقل عبر مجرتنا من تلقاء نفسه. والآن وجد علماء الفلك أصغر هذه الكواكب المارقة حتى الآن.
تبلغ كتلة العالم المتجول المكتشف حديثًا كتلة الأرض تقريبًا. مع عدم وجود شمس في سمائه ، يكون الوقت دائمًا ليلًا على هذا الكوكب المنعزل. وهذه السماء أغمق كثيرًا ومليئة بالنجوم أكثر مما يمكن رؤيته من أي مكان على الأرض.
يقول برزيميك مروز:"يجب أن تكون السماء رائعة". وهو عالم فلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا ، كاليفورنيا ، وقد قاد الفريق الذي اكتشف الكوكب. لكنه يقول إن الافتقار إلى الشمس له تكلفة. "يجب أن يكون الجو باردًا أيضًا."
هذا التائه ينضم إلى ناد صغير. على مدار العشرين عامًا الماضية ، وجد علماء الفلك أقل من عشرين كوكبًا بدون نجوم في مجرتنا. معظمها عبارة عن كرات كبيرة من الغاز تشبه كوكب المشتري أكثر من الأرض. لكن العلماء يعتقدون أن هذه العوالم هي قمة جبل جليدي هائل. في مجرتنا وحدها ، قد يكون هناك المليارات في انتظار الاكتشاف.
كوكب ثمين
تقول ديانا دراغومير إن العثور على هذا الكوكب الصغير "ذو قيمة كبيرة". هي عالمة فلك في جامعة نيو مكسيكو في البوكيرك. إنها تبحث عن كواكب حول نجوم غير شمسنا. يساعدها هذا العمل في معرفة عدد العوالم غير الأرض التي قد تكون موطنًا لنوع من الحياة. ربما لا يوجد شيء حي على هذا الكوكب اليتيم المظلم والمتجمد. لكن اكتشافه يعطي Dragomir والعلماء الآخرين معلومات عن عوالم يصعب العثور عليها.
تقول:"حقيقة أننا وجدناها تعني الكثير ، حتى لو كانت عائمة فقط ، لأنها تعني أنها تشكلت في المقام الأول".
يعتقد علماء الفلك أن الكواكب اليتيمة تشكلت في أنظمة شمسية مثل كوكبنا. لكن شيئًا ما طرد الكوكب. ربما أعطت جاذبية عالم أكبر كوكبًا التمهيد. أو ربما اقترب نجم عابر جدًا ، وأثارت جاذبيته كوكبًا أو اثنين.
يقول دراغومير إن هذا العالم المكتشف حديثًا ربما يكون بعيدًا جدًا عن نجمه الأصلي. إذا كانت قريبة جدًا ، لكانت جاذبية النجم تمنعه من الهروب.
غالبًا ما يصعب العثور على الكواكب ، خاصة الصغيرة منها ، البعيدة عن نجومها. يقول دراغومير:"على الرغم من أننا نعتقد أن هناك كواكب بعيدة حول العديد والعديد من النجوم ، إلا أننا لا نستطيع أن نعرف على وجه اليقين". "العثور على واحد فقط مثل هذا ، باستخدام تقنية أخرى ، هو أمر مفيد حقًا لأنه يضيف إلى عينة صغيرة جدًا." وتضيف أن اكتشاف هذا الكوكب المتجول "يخبرنا أن هذه الكواكب الصغيرة على مسافة معقولة من نجمها تتشكل".
متى لا يكون الكوكب كوكبًا؟
يعتقد معظم الناس أن الكواكب هي أشياء تدور حول النجوم. في الواقع ، ينص التعريف الرسمي على أن الكوكب يجب تدور حول نجم. على وجه التحديد ، شمسنا. لا تتوافق الكواكب المارقة مع هذا التعريف ، الذي قرره الاتحاد الفلكي الدولي ، أو IAU ، كما يشير جيسي كريستيانسن. إنها عالمة فلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. مثل Dragomir ، تقوم أيضًا بحصر جميع أنواع الكواكب الموجودة هناك. IAU هي المجموعة التي تقرر التعاريف والأسماء الرسمية للأشياء في الفضاء.
الشرح:ما هو الكوكب؟
لكن الكثيرين الآن يجادلون بأن الكوكب يجب أن يتم تعريفه فقط من خلال كيفية تشكله. يمضي الاتحاد الفلكي الدولي ليقول إن الكوكب هو أي شيء كبير بما يكفي بحيث تتحول جاذبيته إلى كرة. وإلا فسيكون كويكبًا متكتلًا أو مذنبًا. لكن الجسم لا يمكن أن يكون ضخمًا لدرجة أنه يسحق الذرات معًا ويبدأ في التوهج. ثم سيكون نجما.
بناءً على كتلتها ، تمر الكواكب المارقة بالتفتيش. لكن "مؤسساتنا لم تدرك حقيقة وجود هذه الكواكب حتى الآن" ، كما يقول كريستيانسن.
تقول:"ناسا تعيد كتابة التعريف حرفياً في الوقت الحالي". ناسا تتعقب الكواكب الموجودة خارج نظامنا الشمسي في قاعدة بيانات الكمبيوتر. يطلق عليه أرشيف ناسا للكواكب الخارجية. (الكوكب خارج المجموعة الشمسية هو أي كوكب لا يدور حول شمسنا.) لكن دراغومير يقول إن قاعدة البيانات هذه لا تتضمن حتى الآن العوالم اليتيمة. تقول:"نحن بصدد إعادة تصميم أرشيفاتنا حتى نتمكن من استضافتها".
احتمالات منخفضة بالفعل
يجد علماء الفلك معظم الكواكب من خلال اكتشاف كيفية تأثيرها على النجوم التي تدور حولها. هذا بالطبع لن يصلح للأيتام. كما أنها لا تصدر ضوءًا ، لذلك لا يمكن لعلماء الفلك رؤيتها مباشرة.
ومع ذلك ، يمكن للكواكب اليتيمة أن تغير الضوء الصادر عن النجوم البعيدة جدًا. تُعرف هذه العملية باسم عدسة الجاذبية.
إذا مر شيء ما في الفضاء بين الأرض ونجم ، فإن جاذبية الجسم تركز الضوء من ذلك النجم على الأرض. يقول مروز:"إنها مثل العدسة المكبرة". بالنسبة لشخص ما على الأرض ، يضيء النجم مع مرور الجسم. وهذه هي الطريقة التي اكتشف بها الباحثون هذا الكوكب المارق الصغير.
في يونيو 2016 ، سطع نجم خافت في كوكبة القوس قليلاً. ثم تلاشى عائدًا إلى طبيعته. قام السيد Mróz وفريقه بقياس المدة التي يستغرقها النجم حتى يضيء ويخفت. استغرق التغيير حوالي خمس ساعات. هذا يخبرهم بالكتلة التقريبية للجسم المار. ويقدرون أن كتلته يمكن أن تكون أقل من ثلث كتلة الأرض أو ضعف كتلة كوكبنا. شاركوا اكتشافهم في 1 تشرين الثاني (نوفمبر) في Astrophysical Journal Letters .
لاحظ مروز وفريقه الكوكب بواسطة تلسكوب يسمى OGLE. هذا يعني تجربة عدسة الجاذبية البصرية. يقع التلسكوب في صحراء أتاكاما في تشيلي. يحدق باتجاه أجزاء من مجرتنا درب التبانة بها الكثير من النجوم ، مثل مركز المجرة. ثم يبحث عن التغييرات في ضوء النجوم الناتجة عن الأجسام المظلمة التي تطفو بواسطة.
إن احتمالات العثور على جسم واحد فقط هي احتمالات فلكية. يجب أن تكون المحاذاة بين الأرض وبعض الأشياء ونجم الخلفية مثالية تقريبًا. يقول مروز:"إذا لاحظت نجمًا واحدًا فقط ، فستحتاج إلى الانتظار في المتوسط مليون سنة" قبل أن يمر أي شيء.
لا أحد يريد الانتظار كل هذا الوقت. لذا لزيادة فرصهم ، بدلاً من مشاهدة نجمة واحدة ، يشاهد العلماء الملايين. يراقب تلسكوب OGLE نفس 200 مليون نجم كل ليلة صافية ، يلاحظ مروز. يتيح لهم ذلك العثور على بضعة آلاف من العوامات كل عام ، على الرغم من أن معظمهم مجرد نجوم قاتمة.
ما التالي
يدفع هذا الكوكب الصغير الحد الأقصى لما يمكن أن تفعله التلسكوبات مثل OGLE ، كما يقول مروز. للعثور على المزيد ، يحتاج علماء الفلك إلى تلسكوب في الفضاء يكون على مستوى التحدي.
وهنا يأتي دور تلسكوب نانسي جريس الفضائي الروماني. ومن المقرر إطلاقه حوالي عام 2025. وسيكون بحجم تلسكوب هابل الفضائي ، لكنه سيرى 100 مرة أكثر من السماء دفعة واحدة. سمي التلسكوب الجديد على اسم نانسي جريس رومان ، أول فلكية في ناسا. في عام 1959 ، كتبت أن وضع تلسكوب في الفضاء سيسمح لعلماء الفلك بالعثور على كواكب حول نجوم أخرى. (لن يكون تلسكوبها الذي يحمل الاسم نفسه أول تلسكوب لاكتشاف الكواكب في الفضاء. فقد وجد تلسكوب كبلر الفضائي ، على سبيل المثال ، أكثر من 2700 كوكب خارجي قبل نفاد الغاز في 2018.)
سوف يدور التلسكوب الروماني بعيدًا عن الغلاف الجوي المهتز للأرض. من هناك ، سيكون قادرًا على العثور على العديد من الكواكب المتجولة (والقيام بالكثير من العلوم الأخرى أيضًا).
يقول سامسون جونسون:"في الوقت الحالي ، لا نعرف سوى القليل جدًا عن الكواكب الحرة". وهو عالم فلك في جامعة ولاية أوهايو في كولومبوس. في الآونة الأخيرة ، قام هو وعلماء آخرون بحساب عدد الكواكب العائمة التي قد يجدها التلسكوب الروماني. ويقدرون أنه يمكن العثور على 250 على الأقل ، بعضها صغير مثل المريخ. وقد أبلغوا عن هذه النتائج في المجلة الفلكية في سبتمبر .
يمكن لمثل هذه الاكتشافات أن تخبر علماء الفلك كثيرًا عن كيفية تشكل الكواكب. تُظهر بعض الأنظمة الشمسية في مجرتنا إشارات إلى الفوضى الماضية. فهي موطن لكواكب ذات مدارات مائلة ومتباعدة بطرق غريبة. لكن الأنظمة الشمسية الأخرى مرتبة ومنظمة.
"أحد الأسئلة في المستقبل هو ، أيهما أكثر شيوعًا؟" كريستيانسن يقول. وتقول إنه إذا اكتشف التلسكوب الروماني الكثير من الكواكب العائمة ، فقد يشير ذلك إلى طرد الكواكب من منازلها كثيرًا. وهذا قد يعني أن العديد من أنظمة الكواكب حديثة العهد بها فوضى.
حتى نظامنا الشمسي كان فوضويًا في يوم من الأيام. لكن لمئات السنين ، افترض علماء الفلك أن نظامنا الشمسي دائمًا ما ينظر بالشكل الذي هو عليه الآن:لطيف ومنظم. كما اعتقدوا أيضًا أن أنظمة الكواكب الأخرى ستكون مماثلة لأنظمتنا. لكن تنوع العوالم التي اكتشفناها ، بما في ذلك الكواكب اليتيمة ، يوضح أن الأمر ليس كذلك. ويعتقد بعض العلماء الآن أن نظامنا الشمسي فقد كوكبًا منذ فترة طويلة.
يقول كريستيانسن:"أحد الأشياء اللطيفة والأكثر روعة وإثارة التي نشأت عن الكواكب الخارجية هو اكتشاف وجود العديد من الأنواع المختلفة من أنظمة الكواكب."
