هل وجد علماء الفلك أول كوكب خارج مجرتنا؟ انها معقدة

تبدو مجرة ​​الدوامة ، على بعد حوالي 28 مليون سنة ضوئية من الأرض ، إلى تلسكوباتنا مثل إعصار كوني مليء بالأحجار الكريمة المتلألئة. تتصاعد أذرع ضخمة ورشيقة من مركز ويرلبول ، المعروف أيضًا باسم M51. تحتضن في داخلها نجوم شابة تندلع في الحياة والنجوم القديمة تتوسع وتنتهي وتنفجر.

في عام 2012 ، رصد مرصد تشاندرا التابع لناسا ، الذي يرى السماء بالأشعة السينية ، وميضًا غريبًا قادمًا من المجرة. تم إيقاف تشغيل مصدر الأشعة السينية في أحد أذرع Whirlpool لمدة ساعتين تقريبًا قبل أن يعود فجأة إلى الحياة. هذا ليس بالأمر غير المعتاد بالنسبة لمصادر الأشعة السينية في الكون. يتوهج البعض ، والبعض الآخر خافت بشكل دوري.

انبثق هذا المصدر المعين من “ثنائي الأشعة السينية” ، المعروف باسم M51-ULS-1 ، والذي يتكون في الواقع من كائنين: شركاء الرقص الكوني الذين كانوا يدورون حول بعضهم البعض لمليارات السنين المحتملة. أحد هذه الأجسام هو إما ثقب أسود أو نجم نيوتروني ، والآخر قد يكون نوعًا كبيرًا شديد السطوع من النجوم يُعرف باسم “العملاق الأزرق”.

عندما نظر علماء الفلك عن كثب إلى إشارة الأشعة السينية من الزوج ، بدأوا في الشك في أن سبب التعتيم ربما كان شيئًا لم نشهده من قبل: عالم خارج مجرة ​​درب التبانة ، منع لفترة وجيزة X- الأشعة من الوصول إلى تلسكوباتنا. أطلق عليه الفريق اسم “كوكب خارجي”.

فريق بحث بقيادة عالمة الفلك روزان دي ستيفانو من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ، نشر تفاصيل فرضيتهم في مجلة Nature Astronomy في 25 أكتوبر. تقدم دراستهم أدلة على أن غمزة الأشعة السينية التي اكتشفها تشاندرا من المحتمل أن تكون ناجمة عن كوكب ، بحجم زحل تقريبًا ، يمر أمام M51-ULS-1.

READ  إيرث سكاي | كشف النقاب عن عالم الواقع الافتراضي

يُطلق على الكوكب الخارجي المرشح الاسم “M51-1” ويُعتقد أنه يدور حول مضيفه الثنائي على نفس المسافة تقريبًا حول أورانوس حول شمسنا.

في حين أن العديد من المصادر الإخبارية أيدت الاكتشاف باعتباره “أول كوكب يتم اكتشافه خارج مجرة ​​درب التبانة” ، فلا توجد طريقة لتأكيد الاكتشاف. على الأقل ، ليس لعقود قليلة أخرى ، عندما يُفترض أن يقوم الكوكب المقترح بعبور ثنائي آخر. يقول دي ستيفانو إن الفريق قام بوضع نماذج لأجسام أخرى يمكن أن تنتج تراجعًا في الأشعة السينية ، لكنها جاءت قصيرة. ومع ذلك ، تؤكد أن هذا ليس اكتشافًا مؤكدًا.

يقول دي ستيفانو: “لا يمكننا الادعاء بأن هذا كوكب بالتأكيد ، لكننا ندعي أن النموذج الوحيد الذي يناسب جميع البيانات … هو نموذج الكوكب المرشح.”

في حين أن علماء الفلك الآخرين متحمسون لاستخدام الأشعة السينية كوسيلة لاكتشاف العوالم البعيدة ، فإنهم ليسوا مقتنعين بأن فريق دي ستيفانو كان قادرًا على استبعاد أشياء أخرى مثل النجوم الكبيرة الفاشلة المعروفة باسم الأقزام البنية أو أصغر ، برودة النجوم M.

يقول بنجامين بوب ، عالم الفيزياء الفلكية الذي يدرس الكواكب الخارجية في جامعة كوينزلاند في أستراليا: “إما أن يكون هذا كوكبًا خارجيًا غير متوقع تمامًا تم اكتشافه على الفور تقريبًا في كمية صغيرة من البيانات ، أو أنه شيء شائع جدًا أو متنوع في الحديقة”.

البحث عن عوالم خفية

دأب علماء الفلك على استكشاف السماء لعقود من الزمان ، بحثًا عن كواكب خارج نظامنا الشمسي. جاء أول اكتشاف مؤكد لكوكب خارج المجموعة الشمسية في عام 1992 عندما كان هناك جثتان أو أكثر تم اكتشافه حول النجم النيوتروني سريع الدوران PSR1257 + 12.

READ  فرنسا تحطم الرقم القياسي ليوم واحد مع زيادة كبيرة في حالات الإصابة بفيروس كورونا

قبل هذه الاكتشافات الأولى ، كان البشر يتخيلون في الغالب كواكب مشابهة جدًا لتلك التي اعتدنا عليها في مرحلة ما قبل المدرسة. الكواكب الصخرية مثل الأرض والمريخ ، عمالقة الغاز مثل المشتري وعوالم أصغر ، مثل بلوتو ، بعيدة عن الشمس. منذ عام 1992 ، أثبتت أفكارنا أنها غير مبدعة للغاية.

الكواكب الخارجية هي حقًا كائن فضائي عوالم ذات ميزات غريبة للغاية. هناك كوكب حيث تمطر الحديد، والمشتري الضخم ذلك يدور حول نجم منزله في مدار على شكل بيضة، أ كوكب “عاري” في صحراء نبتون وأطنان من الأرض الفائقة التي تبدو وكأنها تشبه المنزل ، محتقنة قليلاً. يستمر العثور على العشرات من العوالم الغريبة والجديدة بواسطة تلسكوبات قوية للبحث عن الكواكب كل عام.

لكن كل هذه العوالم ، حتى الآن ، كانت موجودة داخل مجرة ​​درب التبانة.

مجرة ويرلبول ، M51 ، بالأشعة السينية والضوء البصري.

ناسا / CXC / SAO / R. ديستيفانو وآخرون.

من المحتمل جدًا (في الواقع ، من المؤكد عمليًا) أن الكواكب موجودة خارج مجرتنا – لم نتمكن من اكتشافها بعد. أقرب جيراننا من المجرة ، أندروميدا ، يبعد حوالي 2.5 مليون سنة ضوئية. يقع أبعد كوكب خارج المجموعة الشمسية وجدنا على بعد 28000 سنة ضوئية فقط من الأرض ، وفقًا لكتالوج ناسا للكواكب الخارجية.

إن العثور على كواكب خارج النظام الشمسي ليس بالأمر السهل لأن ضوءًا أقل وأقل يشق طريقه عبر الكون إلى تلسكوباتنا. نادرًا ما “يرى” علماء الفلك كوكبًا خارج المجموعة الشمسية مباشرةً. هذا لأن الضوء الساطع من نجم في أنظمة الكواكب القريبة يحجب عادة أي كواكب قد تدور حوله.

من أجل “رؤيتها” ، يتعين على الفلكيين حجب أشعة النجم. تم العثور على أقل من 2٪ من الكواكب الخارجية في كتالوج وكالة ناسا المؤلف من 4538 قويًا بهذه الطريقة ، والمعروفة باسم “التصوير المباشر”.

لكن إحدى الطرق الناجحة للغاية ، والتي تمثل أكثر من 3000 عملية اكتشاف لكواكب خارج المجموعة الشمسية ، تُعرف باسم طريقة “العبور”. يوجه علماء الفلك تلسكوباتهم نحو النجوم ثم ينتظرون حدوث انخفاضات دورية في سطوعها. إذا كانت هذه الانخفاضات مصحوبة بإيقاع منتظم ، فيمكن أن تمثل كوكبًا يتحرك حول النجم ، ومن وجهة نظرنا على الأرض ، يتفوق بشكل دوري على مضيفه الناري. إنها نفس فكرة كسوف الشمس ، عندما يمر القمر مباشرة أمام شمسنا وينزل الظلام فوق الأرض.

كانت هذه الطريقة حاسمة في اكتشاف M51-1. ومع ذلك ، بدلاً من اكتشاف الانخفاضات في الضوء المرئي (شكل من أشكال الإشعاع الكهرومغناطيسي) ، رأى الفريق انخفاضًا في الأشعة السينية (شكل مختلف من الإشعاع الكهرومغناطيسي). يقول دي ستيفانو ، لأن تلك الأشعة السينية كانت تنبعث من منطقة صغيرة نسبيًا ، يبدو أن الكوكب العابر قد يحجب معظمها أو كلها.

M51-1

إذا كان M51-1 كوكبًا ، يعتقد فريق دي ستيفانو أنه ربما عاش حياة مضطربة.

إنه مرتبط جاذبيًا بمركب الأشعة السينية الثنائي M51-ULS-1 ، والذي يفترض فريق دي ستيفانو أنه يتكون من ثقب أسود أو نجم نيوتروني يدور حول نجم عملاق. في رقصة قديمة بين الزوجين ، كان الثقب الأسود أو النجم النيوتروني يسحب الكتلة من العملاق الفائق. هذه الكتلة ، المكونة من الغبار والغاز الساخن ، تتحرك باستمرار حول الثقب الأسود / النجم النيوتروني فيما يعرف بقرص التراكم. يعطي هذا القرص الساخن الأشعة السينية التي اكتشفها شاندرا.

مناطق الفضاء حول ثنائيات الأشعة السينية هي أماكن عنيفة ، وهذا القرص لا يعطي الأشعة السينية بطريقة مستقرة. في بعض الأحيان ، يبدو أن الأشعة السينية تنطفئ لساعات ، لكن تحديد السبب صعب. يقول دنكان جالواي ، عالم الفيزياء الفلكية بجامعة موناش الذي يدرس ثنائيات النجوم النيوترونية .

يظهر الانخفاض في سطوع الأشعة السينية في هذا الرسم البياني ، قبل 45 ساعة بقليل – ولكن هل كان سببه كوكب؟

ناسا / CXC / SAO / R. ديستيفانو وآخرون.

أحد المعتقدات هو أن التعتيم يمكن أن ينتج عن بعض الغاز الساخن والغبار في النظام الذي يحجب الإشارة. يقول دي ستيفانو إن هذا ليس هو الحال ، لأن الغاز والغبار سيقدمان إشارة مختلفة. “أثناء مرورها أمام مصدر الأشعة السينية ، يبدأ بعض الضوء من المصدر في التفاعل مع المناطق الخارجية للسحابة وهذا يعطي توقيعًا طيفيًا مميزًا ،” تلاحظ.

الاحتمال الآخر هو أن تعتيم الأشعة السينية سببه أنواع مختلفة من النجوم التي تحجب رؤيتنا. نوع واحد ، يُعرف باسم القزم البني ، ينشأ عندما يفشل النجم في الاشتعال بشكل صحيح. نوع آخر ، وهو M dwarf ، هو نوع شائع من النجوم يطلق عليه أحيانًا “القزم الأحمر”. ولكن نظرًا لعمر نظام M51-ULS-1 ، يعتقد فريق Di Stefano أن هذه الأجسام ستكون أكبر بكثير من الجسم الذي اكتشفوه.

قام فريق Di Stefano بتشغيل حمولة من النماذج لاستكشاف سيناريوهات مختلفة لسبب إيقاف تشغيل مصدر الأشعة السينية. في النهاية ، كما تقول ، كان كوكبًا بحجم زحل ويبدو أنه يناسب أفضل ما يرونه.

يقول دي ستيفانو: “كان النموذج المرشح للكوكب هو آخر نموذج صامد ، إذا جاز التعبير”.

بوب أقل اقتناعا. يقول: “أنا شخصياً لن أراهن على أن هذا كوكب”. “من وجهة نظري ، ربما يكون هذا رفيقًا ممتازًا أو شيء غريب يحدث في القرص.”

ثق بالعملية

ليست هذه هي المرة الأولى التي يُجتاح فيها مرصد تشاندرا التابع لوكالة ناسا في اكتشاف محتمل لـ “كوكب خارجي”. دراسة كيفية “انحناء” الإشعاع القادم من النجوم البعيدة بفعل الجاذبية ، وهي تقنية تُعرف باسم العدسة الدقيقة، يعتقد علماء الفلك في جامعة أوكلاهوما أنهم اكتشفوا الآلاف من الكواكب خارج المجرة في عام 2018. وقد زعمت دراسات سابقة أنها وجدت أدلة على وجود كواكب خارج المجرة في مجرة ​​أندروميدا.

كان علماء فلك آخرون متشككين بشأن هذه الاكتشافات أيضًا. ظهرت نفس الشكوك في حالة M51-1. والأهم من ذلك ، أن هذا طبيعي تمامًا.

هذه هي العملية العلمية في العمل. جادل فريق دي ستيفانو بقضيتهم: M51-1 كوكب خارج المجرة. الآن هناك المزيد من العمل الذي يتعين القيام به. لن يكون التأكيد على أن M51-1 كوكبيًا ممكنًا حتى يقوم بعبور آخر لثنائي الأشعة السينية خلال عدة عقود ، ولكن هناك طرقًا أخرى لعلماء الفلك لفحص نتائجهم.

يلاحظ بوب أنه إذا وجدنا أنظمة مماثلة في درب التبانة ، فسنكون قادرين على المتابعة باستخدام التلسكوبات البصرية والحصول على فهم أفضل لما قد يحدث في هذه الأنواع من الأنظمة.

نحن نعلم أنه لا بد من وجود كواكب خارج مجرة ​​درب التبانة ، وبالتالي ، في النهاية ، سيكتشفها البشر. بالنسبة لغالواي ، فإن الدراسة مثيرة ليس بسبب سبب تراجع ثنائي الأشعة السينية في السطوع ، ولكن ما سيحدث بعد ذلك.

يقول: “الشيء المثير حقًا هو أنه قد تكون هناك أحداث إضافية في بيانات أخرى ، لذلك لدينا الآن الدافع حيث يمكننا الذهاب والبحث عنها”.

يشعر دي ستيفانو بنفس الطريقة ، على أمل أن يجلب المنشور الآخرين إلى هذا النوع من البحث. وتقول إن الفريق يعمل بجد ، ويدرس السماء لثنائيات الأشعة السينية الأخرى التي قد تعرض تعتيمًا مشابهًا.

وتشير إلى أنه “في النهاية ، سيكون أفضل إثبات هو اكتشاف المزيد من الكواكب”.

You May Also Like

About the Author: Fajar Fahima

"هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز."

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *