سوف يدرس خليفة هابل كواكب المشتري الحارة والأقزام البنية والكواكب الخارجية. لماذا هم مثيرون للاهتمام؟

ماذا سيدرس التلسكوب؟

لقد حسب العلماء اليابانيون والأمريكيون ذلكسيجد تلسكوب نانسي جريس الروماني الفضائي التابع لناسا حوالي 10 كواكب مشتري حارة و30 قزمًا بنيًا أقرب إلى مركز المجرة، وذلك باستخدام تأثير عدسة الجاذبية.

بادئ ذي بدء، سوف يستخدم التلسكوبطريقة الجاذبية الدقيقة. جوهر هذه الطريقة هو كما يلي: عندما يمر جسم ضخم، مثل النجم، أمام نجم أبعد (بالنسبة للتلسكوب)، فإن الضوء الصادر من النجم الأبعد سوف ينكسر.

نتيجة لذلك ، يتصرف الكائن الأقرب مثلعدسة طبيعية ، مكبرة للضوء من نجمة الخلفية. يمكن للكواكب التي تدور حول نجم ذي عدسة أن تحدث تأثيرًا مشابهًا على نطاق أصغر ، لذلك يهدف علماء الفلك إلى اكتشافها من خلال تحليل الضوء القادم من نجم أبعد.

لأن الطريقة تساعد على الكشف حتىالكواكب الصغيرة مع مجموعة واسعة من المدارات ، يتوقع العلماء إجراء مسح للتلسكوب الجديد للكشف عن نظائرها في كل كوكب تقريبًا في نظامنا الشمسي. وكذلك عوالم أكثر غرابة - كواكب عملاقة في مدارات صغيرة تعرف باسم كواكب المشتري الساخنة ، وما يسمى ب "النجوم الفاشلة" - الأقزام البنية.

الأقزام البنية

الأقزام البنية هي أجسام دون نجمية (تتراوح كتلتها من 0.012 إلى 0.0767 كتلة شمسية، أو على التوالي، من 12.57 إلى 80.35 كتلة المشتري).

كما هو الحال في النجوم ، تحدث التفاعلات النووية الحرارية فيها.الاندماج النووي على نوى العناصر الخفيفة (الديوتيريوم والليثيوم والبريليوم والبورون) ، ولكن على عكس نجوم التسلسل الرئيسي ، فإن المساهمة في إطلاق الحرارة لمثل هذه النجوم من الاندماج النووي لنواة الهيدروجين (البروتونات) هي تافهة.

في الأقزام البنية ، على عكس النجوم الرئيسيةفي التسلسل ، لا توجد أيضًا طبقات كروية لنقل الطاقة المشعة - يتم نقل الحرارة فيها فقط بسبب الحمل الحراري المضطرب ، والذي يحدد تجانس تركيبها الكيميائي على العمق.

قزم بني (جسم أصغر) يدورحول النجم Gliese 229 ، الذي يقع في كوكبة هير على بعد حوالي 19 سنة ضوئية من الأرض. تبلغ كتلة القزم البني Gliese 229B من 20 إلى 75 كتلة كوكب المشتري.

إحدى آليات نشأة اللون البنيالأقزام تشبه الكواكب. يتكون قزم بني في قرص كوكبي أولي على أطرافه. في المرحلة التالية من حياتهم ، تحت تأثير النجوم المحيطة ، يتم إلقاؤهم في الفضاء المحيط بنجمهم الأم ويشكلون عددًا كبيرًا من الكائنات المستقلة.

مثل النجوم العادية ، يمكن للأقزام البنيةيتم تشكيلها بشكل مستقل عن الأشياء الأخرى. يمكن أن تتشكل بشكل فردي أو بالقرب من النجوم الأخرى. في عام 2015 ، تمت دراسة مجموعة من الأقزام البنية المتكونة ، وأظهر بعضها نفس النفاثات مثل النجوم الأكثر ضخامة في هذه العملية.

على عكس نجوم التسلسل الرئيسي ،الحد الأدنى لدرجة حرارة سطحه حوالي 4000 كلفن ، وتتراوح درجة حرارة الأقزام البنية بين 300 و 3000 كلفن ، على عكس النجوم التي تسخن نفسها بسبب الاندماج الحراري النووي الذي يحدث داخلها ، تبرد الأقزام البنية باستمرار طوال فترة وجودها. الحياة ، بينما كلما كان القزم أكبر ، كلما كان التبريد أبطأ.

خصائص الأقزام البنية الانتقالية بينالكواكب والنجوم بالكتلة ذات أهمية خاصة لعلماء الفلك. بعد مرور عام على اكتشاف أول جسم من هذه الفئة ، تم اكتشاف ظواهر الطقس في أجواء الأقزام البنية. اتضح أن الأقزام البنية يمكن أن يكون لها أقمار خاصة بها.

كواكب ساخنة

كواكب المشترى الساخنة هي فئة من الكواكب الخارجية ذات الكتلةمن كتلة كوكب المشتري (1.9-1027 كجم). على عكس المشتري الذي يبعد 5 وحدات فلكية. من الشمس ، يقع كوكب المشتري الساخن النموذجي على مسافة حوالي 0.05 وحدة فلكية. من النجم ، أي مرتبة واحدة من حيث الحجم أقرب من عطارد من الشمس وأمرين من حيث الحجم أقرب من المشتري.

احتلت كواكب المشتري الساخنة في وقت واحدحصة كبيرة من قائمة الكواكب الخارجية المكتشفة، لأنها الأسهل في اكتشافها، لأنها تسبب اضطرابات ملحوظة قصيرة المدى في حركة النجم، والتي يمكن اكتشافها عن طريق إزاحة الخطوط الطيفية.

بالإضافة إلى ذلك، فإن احتمال مرور كوكب أمام قرص النجم مرتفع جدًا، مما يجعل من الممكن تقدير حجم الكوكب من خلال انخفاض لمعان النجم. 

تمثيل فني للكوكب الساخن خارج المجموعة الشمسية XO-1 ب

الميزات:

تسخين السطح إلى درجة حرارة 1000-1500 كلفن(وأحيانًا ما يصل إلى 3000 كلفن تقريبًا) ، نظرًا لقربها من النجم ، يسبب تمددًا حراريًا إضافيًا ، بحيث تكون نصف قطر هذه الكواكب أكبر من تلك المماثلة ، ولكنها تقع على مسافة أكبر من النجم الأم.
عادةً ما يكون انحراف المدار قريبًا من الصفر لأنه يتناقص بسبب قوى المد والجزر.

من المعتقد أن بالقرب من النجم نفسه لا يكفيمادة لتشكيل الكواكب. تشكلت جميع الكواكب من هذا النوع في الجزء الخارجي من النظام ، ثم هاجرت إلى المركز بسبب تباطؤ قرص الغاز والغبار.

هناك أيضًا فئة فرعية من كواكب المشتري الساخنة تسمى كواكب المشتري الساخنة قصيرة الفترة. وهي كواكب المشتري "الساخنة" أي كواكب المشتري الحارة الأقرب إلى النجوم.

فترة دوران هذه الكواكب حول النجممن يوم إلى يومين ، ويمكن أن تصل درجة الحرارة غالبًا إلى 2000 درجة مئوية (في حين أن درجة حرارة سطح النجم نفسه غالبًا ما تكون 2-3 أضعاف درجة حرارة سطح الكوكب) يعتبر كوكب المشتري WASP-33 b أكثر كوكب جوبيتر ساخن قصير المدى سخونة (بالإضافة إلى أكثر الكواكب الخارجية شهرة).

على مسافة صغيرة جدا من النجم وليس جدامع كتلة كوكب كبيرة (أقل من كتلتين من كوكب المشتري) ، لا يتم منع الكوكب من الاحترار بسبب جاذبيته ، مما يؤدي إلى تمدده الحراري القوي وانخفاض كثافته إلى قيم منخفضة للغاية. مثل هذا الكوكب هو عبارة عن سحابة غازية أكثر من كونه كوكبًا مكتمل النمو ويسمى كوكبًا فضفاضًا.

الكواكب الخارجية

كوكب خارج المجموعة الشمسية - كوكب يقع خارج المجموعة الشمسيةأنظمة. لفترة طويلة ظلت مشكلة اكتشاف الكواكب القريبة من النجوم الأخرى دون حل، حيث أن الكواكب صغيرة للغاية ومعتمة مقارنة بالنجوم، والنجوم نفسها بعيدة عن الشمس (أقربها على مسافة 4.24 سنة ضوئية). . تم اكتشاف الكواكب الخارجية الأولى في أواخر الثمانينات.

الآن بدأ اكتشاف مثل هذه الكواكب بفضلالأساليب العلمية المتقدمة، وفي كثير من الأحيان إلى حدود قدراتهم. اعتبارًا من 6 يناير 2021، تم التأكد بشكل موثوق من وجود 4396 كوكبًا خارجيًا في 3242 نظامًا كوكبيًا، منها 720 لها أكثر من كوكب واحد.

عدد المرشحين الموثوق بهم من الكواكب الخارجيةأكبر بكثير. لذلك ، بالنسبة لمشروع كبلر في يناير 2020 ، كان هناك 2420 مرشحًا إضافيًا ، وبالنسبة لمشروع TESS لشهر يناير 2020 ، يجب إعادة تسجيل 1082 مرشحًا للحصول على حالة الكواكب المؤكدة باستخدام التلسكوبات الأرضية.

إجمالي عدد الكواكب الخارجية في مجرة التبانةويقدر أن المسار لا يقل عن 100 مليار، منها 5 إلى 20 مليار ربما تكون "شبيهة بالأرض". وأيضًا، وفقًا للتقديرات الحالية، فإن حوالي 34% من النجوم الشبيهة بالشمس لديها كواكب مماثلة للأرض في منطقتها الصالحة للسكن.

العدد الإجمالي للكواكب خارج النظام الشمسي ،تشبه الأرض وتم اكتشافها اعتبارًا من أغسطس 2016 ، هو 2166. في نهاية أكتوبر 2020 ، حسب العلماء العدد الإجمالي للكواكب الخارجية التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن في مجرة درب التبانة ، يبلغ عددها حوالي 300 مليون.

الغالبية العظمى من الكواكب الخارجية المفتوحةتم اكتشافه باستخدام تقنيات كشف غير مباشرة مختلفة بدلاً من الملاحظة البصرية. معظم الكواكب الخارجية المعروفة هي كواكب غازية عملاقة وتشبه كوكب المشتري أكثر من كوكب الأرض. ويرجع ذلك إلى محدودية طرق الكشف (من السهل اكتشاف الكواكب الضخمة قصيرة المدى).

رسم متحرك للتسلسل الزمني لاكتشاف الكواكب الخارجية.يشير لون النقطة إلى طريقة الفتح. المحور الأفقي هو حجم المحور شبه الرئيسي. المحور الرأسي كتلة. للمقارنة ، تم تمييز كواكب النظام الشمسي باللون الأبيض

يتوقع العلماء ذلك فقط في المجرةمجرة درب التبانة (حيث يقع كوكب الأرض) ، وفقًا لأحدث البيانات ، يبلغ عددها حوالي 300 مليون. تعني الكواكب المأهولة وجود ميكروبات ونباتات وحيوانات عليها ، ولكن ليس بالضرورة حضارات أو حياة ذكية أخرى.

أظهرت حسابات العلماء أنه إذا في اليوم التاليعقود ، سيتم اكتشاف كوكب واحد على الأقل به آثار محتملة للحياة ، وهذا يعني أن هناك عوالم أخرى مماثلة في مجرتنا مع احتمال 95-97٪.

سمح اكتشاف الكواكب الخارجية لعلماء الفلك بالقيام بذلكالاستنتاج: أنظمة الكواكب هي ظاهرة شائعة في الفضاء. لا توجد حتى الآن نظرية مقبولة بشكل عام حول تكوين الكواكب، ولكن الآن بعد أن أصبح من الممكن تلخيص الإحصائيات، فإن الوضع في هذا المجال يتغير نحو الأفضل.

معظم الأنظمة المكتشفة مختلفة جدًامن الشمس - على الأرجح ، يرجع ذلك إلى انتقائية الطرق المستخدمة (أسهل طريقة للكشف عن الكواكب الضخمة قصيرة المدى). في معظم الحالات ، لا يمكن اكتشاف الكواكب المشابهة للأرض وأصغر حجمًا في الوقت الحالي (أغسطس 2012) إلا عن طريق طريقة العبور.

ما هي أهداف برنامج التلسكوب الروماني الجديد؟

بعثات البحث عن الكواكب السابقة فيبادئ ذي بدء ، كانوا يبحثون عن عوالم جديدة قريبة نسبيًا منا ، على مسافة تصل إلى عدة آلاف من السنين الضوئية. يجعل القرب القريب دراسة أكثر تفصيلاً ممكنة. ومع ذلك ، يعتقد علماء الفلك أن دراسة الأجسام القريبة من قلب مجرتنا يمكن أن توفر رؤى جديدة حول كيفية تطور أنظمة الكواكب.

على عكس النجوم الموجودة في قرص المجرة التيعلى مسافات مريحة من بعضها البعض ، والنجوم القريبة من القلب أكثر كثافة. يمكن أن يكتشف رومان ما إذا كان هذا الترتيب الوثيق للنجوم يؤثر على مدارات الكواكب. إذا مر نجم بالقرب من نظام كوكبي ، فإن جاذبيته يمكن أن تدفع الكواكب خارج مداراتها الطبيعية.

المستعرات الأعظم هي أيضًا أكثر شيوعًا بالقرب من المركزالمجرات. هذه الأحداث الكارثية شديدة للغاية لدرجة أنها يمكن أن تخلق عناصر جديدة يتم إطلاقها في البيئة عندما تموت النجوم المنفجرة. ويعتقد علماء الفلك أن هذا يمكن أن يؤثر على تكوين الكواكب.

يمكن أن يساعدنا العثور على عوالم في هذه المنطقة على معرفة المزيد عن العوامل التي تؤثر على تكوين الكواكب.

متى سيبدأ التلسكوب في العمل؟

لقد تلقى التلسكوب الفضائي الروماني الضوء الأخضر بالفعلللتطوير والاختبار. ومع ذلك، على الأرجح أن هذا لن يبدأ إلا بعد عام 2021  العام لأن وكالة ناسا تخطط لتركيز اهتمامها وميزانيتها على الانتهاء من تلسكوب جيمس ويب الفضائي أولاً، والذي من المقرر إطلاقه في عام 2021.

قراءة المزيد:

الإجهاض والعلم: ماذا سيحدث للأطفال الذين سينجبون

عثرت الرادارات على آخر حصن تلينجيت في ألاسكا. لقد كانوا يبحثون عنه منذ أكثر من 100 عام

يعود ثلث الذين تعافوا من مرض كوفيد -19 إلى المستشفى. كل ثمانية - يموت

المهوس التكنولوجيا على الانترنت

كل شيء عن التكنولوجيا والأدوات