"حظ لا يصدق" وراء أول اكتشاف للكواكب الخارجية!

كانا عالمين صخريين يبلغ حجمهما 4.3 و3.9 أضعاف كتلة الأرض، يدوران في مدار حول نوع من النجوم الميتة يُعرف باسم النجم النابض بالمللي ثانية، ويسمى PSR B1257+12، أو Lich اختصارا. وتم التأكد من أن كوكبا خارجيا ثالثا تبلغ كتلته 0.2 مرة كتلة الأرض، يدور حول النجم النابض في عام 1994.

وكشف تحليل لمئات النجوم النابضة الآن أن مثل هذه الكواكب الخارجية نادرة بشكل لا يُصدق - وتختفي تقريبا. كما أن النجوم النابضة نادرة جدا (فقط حوالي 3320 معروفا في مجرة ​​درب التبانة في وقت كتابة هذا التقرير). ومن بينها، يقول علماء الفلك الآن، أقل من 0.5% من المحتمل أن يكون لديها عوالم صخرية شبيهة بالأرض في المدار. وهذا فقط 16 نجما نابضا.

وتعد النجوم النابضة ذات الميلي ثانية أكثر ندرة، حيث يوجد حوالي 550 نجما معروفا في مجرة ​​درب التبانة. وهذا يجعل الاكتشافات البشرية الأولى للكواكب الخارجية مذهلة للغاية. وجميع النجوم الميتة رائعة، لكن النجوم النابضة تضيف القليل من الركلة إلى العامل المثير للاهتمام. إنها نوع من النجوم النيوترونية. وهذا هو جوهر النجم الميت الذي وصل إلى نهاية فترة اندماجه الذري، وأخرج معظم مادته الخارجية، وانهار إلى جسم لا تتعدى كثافته سوى الثقوب السوداء. ويمكن أن تصل كتلة النجوم النيوترونية إلى حوالي 2.3 ضعف كتلة الشمس، معبأة في كرة قطرها 20 كيلومترا (12 ميلا) فقط.

ويعرف النجم النابض بأنه نجم نيوتروني دوار له حزم إشعاعية تنطلق من أقطابه. وهذا هو اتجاهه، عندما يدور النجم النابض، تكتسح حزمه الأرض، ما يجعل النجم يبدو وكأنه ينبض. ولأن بعض النجوم النابضة لها دوران سريع للغاية - بمقاييس ملي ثانية - فإن هذه النبضات الضوئية تحدث أيضا بمقاييس ملي ثانية.

وهذه بيئة قاسية جدا، ومن الممكن أن يكون لديها كواكب خارجية؛ منذ اكتشاف Lich وعوالمه، تم اكتشاف عدد قليل من النجوم النابضة الأخرى مع الكواكب الخارجية. ومع ذلك، فإن معظم هذه الكواكب عمالقة، وتلك التي لا يمكن أن تصبح غريبة بعض الشيء، مثل عالم فائق الكثافة يُعتقد أنه بقايا نجم قزم أبيض تم تفكيكه بواسطة النجم النابض.

وأراد فريق من علماء الفلك بقيادة يوليانا نيو، من جامعة مانشستر في المملكة المتحدة، اكتشاف مدى شيوع الكواكب النابضة. وأجروا دراسة استقصائية لـ 800 نجم نابض رصدها مرصد Jodrell Bank في المملكة المتحدة، بحثا عن إشارات ضوئية في توقيت النبضات التي قد تشير إلى وجود كواكب خارجية تدور حول المجموعة الشمسية.

إقرأ المزيد

انفجار شمسي ضخم يشكل "واديا من النار" ويرسل توهجات قوية متجهة نحو الأرض

وقال نيو: "النجوم النابضة هي أشياء مثيرة للاهتمام وغريبة بشكل لا يصدق. منذ 30 عاما بالضبط، تم اكتشاف أول كواكب خارج المجموعة الشمسية حول نجم نابض، لكننا لم نفهم بعد كيف يمكن لهذه الكواكب أن تتشكل وتعيش في مثل هذه الظروف القاسية. إن معرفة مدى شيوع هذه الكواكب، وكيف تبدو هي خطوة حاسمة تجاه هذا".

وتم تعيين معايير البحث الخاصة بها للعثور على عوالم من 1٪ من كتلة القمر إلى 100 ضعف كتلة الأرض، مع فترات مدارية تتراوح بين 20 يوما و17 عاما. وكانت معلمات البحث هذه ستكتشف أكبر عالمين في Lich  Poltergeist وPhobetor، اللذان لهما فترات مدارية تبلغ 66 و98 يوما على التوالي.

ووجد الفريق أن ثلثي النجوم النابضة في عيّنتهم من غير المرجح أن تستضيف كواكب خارجية أثقل بكثير من الأرض، ومن المرجح أن تستضيف أقل من 0.5% كواكب خارجية في النطاق الكتلي لـPoltergeist وPhobetor.

ومن بين 800 نجما نابضا، أظهر 15 نجما إشارات دورية يمكن أن تُنسب إلى الكواكب الخارجية. ومع ذلك، يعتقد الفريق أن معظمها يمكن أن يعزى إلى الغلاف المغناطيسي للنجم النابض. وأحد النجوم النابضة على وجه الخصوص، PSR J2007 + 3120، بدا وكأنه مرشح واعد لمتابعة استطلاعات الكواكب الخارجية.

وخلص الفريق إلى أن هذا يعني أن 0.5% فقط من النجوم النابضة من المحتمل أن يكون لها عوالم شبيهة بالأرض، ما يعني أن احتمالية تعثرنا عبر كوكب بعيد مع نجم نابض نادر ملي ثانية بالنسبة لنجم هو احتمال ضئيل للغاية.

ووجد الفريق أيضا أن أنظمة النجوم النابضة ليست متحيزة تجاه أي نطاق من حجم أو كتلة الكواكب الخارجية. ومع ذلك، فإن أي كواكب خارجية من هذا القبيل حول نجم نابض سيكون لها مدارات إهليلجية للغاية. وهذا في تناقض صارخ مع المدارات شبه الدائرية التي شوهدت في النظام الشمسي، ويشير إلى أنه بغض النظر عن شكلها، كانت العملية مختلفة عن تلك التي تنتج الكواكب حول النجوم الصغيرة التي بدأت للتو حياتها.

وقدم بحث الفريق الأسبوع الماضي في الاجتماع الوطني لعلم الفلك في المملكة المتحدة، ونشر في الإخطارات الشهرية للجمعية الملكية الفلكية.

المصدر: ساينس ألرت