 علوم

الكواكب المارقة تجوب المجرة بمفردها

بقلم: كريستوفر كروكيت

ترجمة وتحرير: بدر ثاني


 

لا تدور كل الكواكب حول النجوم، فالبعض يتنقل عبر مجرتنا بمفرده. وقد وجد علماء الفلك أصغر هذه الكواكب المارقة حتى الآن. وتبلغ كتلته كتلة الأرض تقريبًا، مع عدم وجود شمس في سمائه، فدائمًا ما يكون الليل على هذا الكوكب المنعزل. وهذه السماء أكثر قتامة ومليئة بالمزيد من النجوم مما يمكن رؤيته من أي مكان على الأرض.

يقول برزيميك مروز عالم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا، كاليفورنيا والذي قاد الفريق الذي اكتشف الكوكب: "يجب أن تكون السماء رائعة والجو باردًا. "

وجد علماء الفلك على مدار العشرين عامًا الماضية أقل من عشرين كوكبًا بدون نجوم في مجرتنا، معظمها عبارة عن كرات كبيرة من الغاز تشبه إلى حد كبير كوكب المشتري، لكن العلماء يعتقدون أن هذه العوالم هي قمة جبل جليدي هائل، فقد يكون هناك المليارات في انتظار اكتشافها.

كوكب مهم تقول ديانا دراغومير عالمة الفلك في جامعة نيو مكسيكو في البوكيرك. إن العثور على هذا الكوكب الصغير "ذو قيمة كبيرة". وتبحث عن الكواكب حول النجوم أكثر من تلك التي حول الشمس، حيث يساعدها هذا العمل في معرفة عدد العوالم التي قد تكون موطنًا لها بخلاف الأرض، وفيها شكل من أشكال الحياة.

ولربما لا توجد حياة على هذا الكوكب اليتيم المظلم المتجمد. ولكن من المهم أن يمنح الاكتشاف دراغومير والعلماء الآخرين معلومات عن العوالم التي يصعب الوصول إليها، وتقول: " أن الحقيقة التي وجدناها تعني الكثير، حتى لو كانت تطفو فقط، لأنها تعني أنها تشكلت فيها في المقام الأول ".

يعتقد علماء الفلك أن الكواكب اليتيمة تشكلت في أنظمة شمسية مثل كوكبنا، لكن شيء ما طرد الكوكب، فربما أطاحت به جاذبية كوكب أكبر، أو اقترب نجم عابر وأثارت جاذبيته كوكبًا أو اثنين. وتقول دراغومير" إن هذا الكوكب المكتشف حديثًا ربما يكون بعيدًا جدًا عن نجمه الأصلي، فلو كان قريبًا، فإن جاذبية النجم ستمنعه من الهروب. فغالبًا ما يصعب العثور على الكواكب، خاصة الصغيرة منها والبعيدة عن نجومها. فعلى الرغم من أننا نعتقد أن هناك كواكب بعيدة حول العديد من النجوم، إلا أننا لا نستطيع معرفة ذلك بالتأكيد، وإن العثور على واحد فقط مثل هذا الكوكب المكتشف، باستخدام تقنية أخرى، مفيد حقًا لأنه يضاف إلى عينة صغيرة. كما يخبرنا اكتشافه بأن هذه الكواكب الصغيرة على مسافة معقولة من النجم المتشكل ".

متى يكون الكوكب ليس كوكبا؟

يعتقد معظم الناس أن الكواكب هي أجسام تدور حول النجوم، أما الاتحاد الفلكي الدولي- الجهة المخولة بإطلاق التعاريف والأسماء الرسمية للأجسام في الفضاء- فيعتمد في تعريفه أن الكوكب يجب أن يدور حول نجم محدد؛ وهو الشمس، بينما الكواكب المارقة لا ينطبق عليها هذا التعريف، كما تقول جيسي كريستيانسن، عالمة الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا - مثل دراغومير- والتي تقوم أيضًا بحصر جميع أنواع الكواكب الموجودة هناك.

بينما يجادل الكثيرون الآن بأنه يجب تحديد الكوكب فقط من خلال كيفية تشكله، يذهب الاتحاد الفلكي الدولي إلى القول بأن الكوكب هو أي شيء كبير بما يكفي بحيث تتحول جاذبيته إلى كرة، وإلا سيكون كويكبًا متكتلًا أو مذنبًا، وإذا أصبح بتلك الضخامة بحيث يسحق الذرات معًا ويبدأ في التوهج، عندها سيكون نجما.

تخضع الكواكب المارقة للمراقبة بناء على كتلتها، لكن كريستيانسن تقول:  " مؤسساتنا لم تدرك حقيقة أن هذه الكواكب موجودة حتى الآن"، كما تعمل ناسا على تعقب الكواكب خارج النظام الشمسي وترصدها في قاعدة بيانات الكمبيوتر يطلق عليه أرشيف ناسا للكواكب خارج المجموعة الشمسية، لكن دراغومير تقول: "أن قاعدة البيانات لا تشمل حتى الآن العوالم اليتيمة، وأنهم بصدد إعادة تصميمها ليتمكنوا من استضافة هذه الكواكب.

احتمالات منخفضة

يكتشف علماء الفلك معظم الكواكب من خلال كيفية تأثيرها على النجوم التي تدور حولها، اما بالنسبة للكواكب اليتيمة فإنها لا تؤثر ولا حتى تصدر ضوءًا، لذلك لا يستطيع علماء الفلك رؤيتها.

 وعلى العكس، يمكن لها أن تبدل الضوء الصادر عن النجوم البعيدة جدًا حيث ُ تعرف هذه العملية باسم عدسة الجاذبية. فإذا مر جسم في الفضاء بين الأرض والنجم، فإن جاذبيته تركز الضوء من ذلك النجم على الأرض. يقول مروز: إنها مثل العدسة المكبرة". لشخص ما على الأرض، فإن النجم يضيء ككائن يمر به، وهذه هي الطريقة التي اكتشف بها الباحثون هذا الكوكب المارق الصغير.

في يونيو 2016، سطع نجم خافت في كوكب القوس قليلاً، ثم تلاشى مرة أخرى إلى وضعه الطبيعي، فقام مروز وفريقه بقياس الوقت الذي استغرقه النجم حتى يضيء ويخفت، حيث استغرق التغيير حوالي خمس ساعات، واستطاعوا من خلاله قياس كتلة الجسم التقريبية، وقد قدروها بأقل من ثلث كتلة الأرض أو بضخامة كوكبنا مرتين. وقد شاركوا اكتشافهم في 1 نوفمبر في مجلة الفيزياء الفلكية تمكن مروز وفريقه من قياس الزمن المستغرق بواسطة تلسكوب(OGLE) الموجود في صحراء أتاكاما في تشيلي، والذي يستخدم تجربة عدسة الجاذبية البصري، والموجه نحو أجزاء من مجرة درب التبانة التي بها الكثير من النجوم، مثل مركز المجرة. ثم يبحث عن التغييرات في الأضواء الصادرة عن النجوم، والتي تسببها الأجسام المظلمة العائمة.

إن احتمالات العثور على جسم واحد فقط هي احتمالات فلكية، حيث يجب أن تكون المحاذاة بين الأرض وبعض الأجسام وخلفية النجم مثالية تقريبًا. يقول مروز :  "إذا لاحظت نجمة واحدة فقط، يجب أن تنتظر في المتوسط مليون سنة قبل أن يمر أي جسم  ". كما لا أحد يريد الانتظار كل هذا الوقت، لذا لزيادة فرصهم ف بدلاً من مشاهدة نجمة واحدة، يشاهد العلماء ملايين النجوم، حيث يراقب تلسكوب OGLE 200 مليون نجم كل ليلة صافية، بحيث يلاحظ مروز وفريقه بضعة آلاف من العوامات كل عام، معظمها مجرد نجوم مظلمة.

ماذا بعد

يقول مروز:  "يدفع هذا الكوكب الصغير الحد الأقصى لما يمكن أن تفعله التلسكوبات مثل " OGLE ، ولإيجاد المزيد، يحتاج علماء الفلك إلى تلسكوب في الفضاء يكون على مستوى التحدي. حيث يأتي التلسكوب الروماني نانسي غريس الفضائي في الصدارة والذي من المقرر اطلاقه تقريبا عام 2025 وسيكون بحجم تلسكوب هابل الفضائي، وسيغطي مسافة 100 ضعف في السماء في آن واحد، وسمي التلسكوب الجديد باسم الرومانية نانسي جريس -أول رئيسة لعلماء الفلك في ناسا- حيث كتبت في عام 1959 أنها سوف تضع تلسكوبا في الفضاء سيسمح لعلماء الفلك بالعثور على الكواكب حول النجوم الأخرى ( لن يكون تلسكوبها أول من يكتشف الكواكب في الفضاء. حيث عثر التلسكوب كبلر الفضائي، على سبيل المثال على أكثر من 2700 كوكبا خارجيا قبل نفاذ غازه في عام 2018.) وسوف يدور التلسكوب الروماني بعيدًا عن الغلاف الجوي للأرض، مما سيمكنه من العثور على العديد من الكواكب المتجولة، والقيام بالكثير من المهام العلمية الأخرى.

يقول سامسون جونسون-عالم الفلك في جامعة ولاية أوهايو في كولومبوس-: "في الوقت الحالي، لا نعرف سوى القليل عن الكواكب الحرة". فبحسب جونسون وعلماء آخرين، فإن عدد الكواكب العائمة التي قد يجدها التلسكوب الروماني لا يقل عن 250 كوكبا، بعضها صغير مثل المريخ وقد نشروا هذه النتائج في سبتمبر بالمجلة الفلكية.

ويمكن لمثل هذه الاكتشافات أن تعطي علماء الفلك معلومات عن كيفية تشكل الكواكب، حيث تظهر بعض أنظمة الطاقة الشمسية الفوضى في مجرتنا التي أصبحت موطنا للكواكب ذات المدارات المائلة والمتباعدة بطرق غريبة.

يقول كريستيانسن: "أحد الأسئلة في المستقبل هو، أيهما أكثر شيوعًا؟" ، إذا كان التلسكوب الروماني يكتشف الكثير من الكواكب العائمة، فهذا يشير إلى أنها طُردت من منازلها وأن العديد من أنظمة الكواكب الحديثة فوضوية. كما أن النظام الشمسي كان فوضويًا ذات يوم.

 افترض علماء الفلك لمئات السنين أن هذا النظام يبدو لطيفا ومنظما دائمًا كما هو الآن، وأن أنظمة الكواكب الأخرى ستكون مشابهة له. لكن تنوع العوالم المكتشفة بما فيها الكواكب اليتيمة، غيرت هذه النظرة. فيما يعتقد بعض العلماء الآن أن النظام الشمسي فقد كوكبًا منذ فترة طويلة. ويقول كريستيانسن: " واحدة من الأشياء اللطيفة، والمدهشة، والمثيرة التي نتجت عن الكواكب الخارجية، هو اكتشاف أن هناك العديد من الأنواع المختلفة لأنظمة الكواكب."

مصطلحات:

الأرشيف: مكان جمع وتخزين المواد، بما في ذلك الأصوات ومقاطع الفيديو والبيانات والأشياء، بحيث يمكن العثور عليها واستخدامها عند الحاجة.  ويُعرف الأشخاص الذين يؤدون هذه المهمة باسم أمناء المحفوظات.

عالم الفلك: عالم يعمل في مجال البحث الذي يتعامل مع الأجرام السماوية والفضاء والكون المادي.

الغلاف الجوي: غلاف الغازات المحيط بالأرض أو كوكب آخر.

الذرة: الوحدة الأساسية للعنصر الكيميائي. تتكون الذرات من نواة كثيفة تحتوي بشكل إيجابي البروتونات المشحونة والنيوترونات غير المشحونة. تدور النواة حول سحابة من الإلكترونات سالبة الشحنة.

المتوسط: (في العلوم) مصطلح يشير إلى المتوسط الحسابي، وهو مجموع عناصر الأعداد الموجودة مقسومًا على عددها.

المذنب: جسم سماوي يتكون من نواة الجليد والغبار يكون المذنب "ذيله" الخلفي. عندما يمر بالقرب من الشمس والغاز والغبار المتبخرعن سطحه.

الكوكبة: مجموعة من النجوم البارزة تبدو قريبة من بعضها البعض في سماء الليل. يقسم علماء الفلك الجدد السماء إلى 88 كوكبة، 12 منها (المعروفة باسم الأبراج) تقع على طول مسار الشمس عبر السماء على مدار عام.  كانكري، الاسم اليوناني الأصلي لبرج السرطان، هو واحد من تلك الأبراج الاثني عشر.

الكوكب الخارجي: اختصار للكواكب خارج المجموعة الشمسية، إنه كوكب يدور حول نجم خارج النظام الشمسي.

التركيز: (في الفيزياء) النقطة التي تتلاقى عندها الأشعة (مثل الضوء أو الحرارة) وتتم أحيانًا بمساعدة عدسة.

المجرة: مجموعة من النجوم - وعادة ما تكون مادة مظلمة - جميعها مرتبطة ببعضها البعض بفعل الجاذبية. تحتوي المجرات العملاقة، مثل درب التبانة، غالبًا على أكثر من 100 مليار نجم. وقد تحتوي المجرات الخافتة على بضعة آلاف فقط. كما تحتوي بعض المجرات أيضًا على غاز وغبار تصنع منها نجومًا جديدة.

عدسة الجاذبية: تحريف الضوء بواسطة قوة الجاذبية الشديدة، مثلا عن طريق عناقيد من المجرات (أجسام ضخمة في الكون)، ويمكن للجاذبية أن تنحني أو تركز الضوء، مما يجعلها تبدو أكثر إشراقًا وفي مكان واحد أو أكثر في السماء.

الجاذبية: القوة التي تجذب الأجسام التي لها كتلة أو حجم بإتجاه أي شيء آخر له كتلة، وتزداد الجاذبية بازدياد كتلة الجسم.

مجلة: (في العلوم) منشور يشارك فيه العلماء نتائج أبحاثهم مع الخبراء (وفي بعض الأحيان حتى الجمهور). تنشر بعض المجلات أبحاثًا من جميع مجالات العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات، بينما البعض الآخر خاص بموضوع واحد، وتخضع أفضل المجلات لمراجعة قريناتها فهي ترسل  مقالاتها إلى خبراء خارجيين لقراءتها ونقدها لتفادي أخطاء النشر والاحتيال.

المشتري: (في علم الفلك) أكبر كوكب في المجموعة الشمسية، وله أقصر طول نهار (10ساعات) وهوغاز عملاق، تشير كثافته المنخفضة إلى أنه يتكون من عناصر ضوئية مثل الهيدروجين والهيليوم. ويطلق هذا الكوكب أيضًا حرارة أكثر مما يتلقاه من الشمس حيث تضغط الجاذبية على كتلته (كما أنه ينكمش ببطء).

المريخ: رابع كوكب من جهة الشمس، على بعد كوكب واحد فقط من الأرض. يتخلله مواسم مثلها وجوّه رطبا وقطره لا يتجاوز نصف قطر الأرض.

الكتلة: رقم يُظهر مقدار مقاومة الجسم للتسريع والتباطؤ - بشكل أساسي قياس مقدار المادة التي يتكون منها.

درب التبانة: المجرة التي يوجد فيها النظام الشمسي للأرض.

المراقبة: اختبار شيء ما أو أخذ عينات منه أو مشاهدته، خاصة على أساس منتظم أو مستمر.

ناسا: اختصار للإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء. وقد تم إنشاء هذه الوكالة الأمريكية في عام 1958، وأصبحت رائدة في أبحاث الفضاء وتحفيز الاهتمام العام باستكشاف الفضاء، ومن خلالها أرسلت الولايات المتحدة رواد الفضاء إلى المدارات ولاحقا إلى القم، لدراسة الكواكب والأجرام السماوية الأخرى في نظامنا الشمسي.

المدار: المسار المنحني لجسم سماوي أو مركبة فضائية حول مجرة أو نجم أو كوكب أو قمر، وهو الدائرة الكاملة حول الجرم السماوي.

الكوكب: جسم سماوي كبير يدور حول النجم وعلى عكسه، لا يولد أي ضوء مرئي.

النظام الشمسي: الكواكب الثمانية الرئيسية وأقمارها في مدار حول الشمس، مع أجسام صغيرة على شكل كواكب قزمة وكويكبات ونيازك ومذنبات.

النجم: اللبنة الأساسية التي تتكون منها المجرات. وتتطور النجوم عندما تضغط الجاذبية على سحب الغاز لتصبح ساخنة بدرجة كافية، وينبعث ضوءا وأحيانًا إشعاعا كهرومغناطيسيا. وتعتبر الشمس أقرب نجم إلينا.

الشمس: النجم الموجود في مركز النظام الشمسي للأرض. يبعد حوالي 27000 سنة ضوئية عن مركز مجرة درب التبانة. ويطلق مصطلح الشمس أيضا على أي نجم شبيه بها.

التلسكوب: أداة لجمع الضوء تجعل الأشياء البعيدة تظهر أقرب من خلال استخدام العدسات أو مجموعة من المرايا والعدسات المنحنية. ومع ذلك، يقوم البعض بجمع انبعاثات الراديو (الطاقة المنبعثة من أجزاء مختلفة من الطيف الكهرومغناطيسي) عبر شبكة من الهوائيات.

 

......................

رابط المقال:

https://www.sciencenewsforstudents.org/article/rogue-planets-wander-galaxy-space

اقتباسات

 Journal: P. Mróz et al. A terrestrial-mass rogue planet candidate detected in the shortest-timescale microlensing event. The Astrophysical Journal Letters. Vol. 903, November 1, 2020. doi: 10.3847/2041-8213/abbfad.

Journal: S.A. Johnson et al. Predictions of the Nancy Grace Roman Space Telescope Galactic Exoplanet Survey. II. Free-floating Planet Detection Rates. The Astronomical Journal. Vol. 160, September 2020. doi: 10.3847/1538-3881/aba75b.

Journal: N.G. Roman. Planets of other suns. The Astronomical Journal. Vol. 64, October 1959. doi: 10.1086/108038

 

 

 

 

تعليقات (0)

لا توجد تعليقات على هذه المقالة حالياً.

شارك بتعليقك

0 Characters
المرفقات (0 / 3)
Share Your Location

الآراء الواردة في المقال لا تمثل رأي صحيفة المثقف بالضرورة، ويتحمل الكاتب جميع التبعات القانونية المترتبة عليها.

العدد: 5253 المصادف: 2021-01-22 02:27:20