اتضح أن الكواكب يمكن أن تعيش لفترة طويلة جدًا بالفعل.
حول أحد أقدم النجوم في المجرة ، وهو قزم برتقالي يُدعى TOI-561 على بعد 280 سنة ضوئية فقط ، وجد علماء الفلك ثلاثة كواكب خارجية تدور حول أحدها – أحدها عالم صخري يبلغ حجمه 1.5 مرة حجم الأرض ، يدور حول النجم في حالة من الانهيار. 10.5 ساعة في المدار.
من الواضح أن كوكبًا خارج المجموعة الشمسية قريب جدًا من نجمه من غير المحتمل أن يكون صالحًا للسكن ، حتى لو كان صخريًا مثل الأرض ، كوكب الزهرة و المريخ. سيكون لها درجة حرارة 2480 كلفن ، مقفلًا تدريجيًا مع محيط من الصهارة على جانب النهار الدائم.
لكن نظام TOI-561 ، والكواكب وكلها ، هي واحدة من أقدم الأنظمة التي شوهدت على الإطلاق ، ويقدر عمرها بحوالي 10 مليارات سنة.
هذا هو أكثر من ضعف عمر النظام الشمسي ، وتقريباً قدم الكون نفسه ، وهو دليل على أن الكواكب الصخرية الخارجية يمكن أن تظل مستقرة لفترة طويلة جدًا.
“TOI-561 b هو أحد أقدم الكواكب الصخرية المكتشفة حتى الآن ،” قالت عالمة الفلك لورين فايس من جامعة هاواي.
“يدل وجوده على أن الكون قد شكل كواكب صخرية تقريبًا منذ نشأته قبل 14 مليار سنة.”
تم التعرف على الكواكب الثلاثة ، المسماة TOI-561 b و TOI-561 c و TOI-561 d ، بواسطة تلسكوب TESS الفضائي لصيد الكواكب التابع لناسا. يحدق TESS في أجزاء من السماء ، باحثًا عن الانخفاضات الدورية الخافتة في ضوء النجوم البعيدة. هذه عبور ، عندما يمر كوكب بيننا وبين نجمه.
من هذه البيانات ، ومراقبات المتابعة ، تمكن علماء الفلك من تحديد الفترات المدارية وأحجام الكواكب الخارجية الثلاثة.
TOI-561 d ، الأبعد ، يبلغ حجمه حوالي 2.3 ضعف حجم الأرض ، مع فترة مدارية تبلغ 16.3 يومًا. يبلغ حجم TOI-561 c 2.9 ضعف حجم الأرض ، مع فترة مدارية تبلغ 10.8 يومًا. و TOI-561 b هو 1.45 ضعف حجم الأرض ، مع فترة مدارية تزيد قليلاً عن 10.5 ساعة.
أجرى الفريق أيضًا قياسات السرعة الشعاعية. عندما تدور الكواكب حول نجم ، فإن هذا النجم لا يجلس ساكنًا. يمارس كل كوكب خارج المجموعة الشمسية شد جاذبيته الخاصة على النجم ، مما ينتج عنه رقصة معقدة صغيرة تضغط وتمدد ضوء النجم أثناء تحركه باتجاهنا وبعيدًا عنا بينما نلاحظه.
إذا عرفنا كتلة النجم ، يمكننا أن نلاحظ مقدار تحرك النجم استجابةً لسحب الجاذبية لكوكب خارج المجموعة الشمسية وحساب كتلة كوكب خارج المجموعة الشمسية. من هذا ، حسب الباحثون أن كتلة TOI-561b تعادل ثلاثة أضعاف كتلة الأرض.
لكن كثافته تساوي تقريبًا كثافة الأرض ، حوالي خمسة جرامات لكل سنتيمتر مكعب.
“هذا أمر مفاجئ لأنك تتوقع أن تكون الكثافة أعلى ،” قال عالم الفيزياء الفلكية الكواكب ستيفن كين من جامعة كاليفورنيا ، ريفرسايد. “هذا يتفق مع فكرة أن الكوكب قديم للغاية.”
هذا لأن العناصر الأثقل في الكون – المعادن الأثقل من الحديد – تتشكل في قلوب النجوم ، في المستعرات الأعظمية في نهاية حياة نجم ضخم ، والتصادم بين النجوم الميتة الضخمة. بمجرد موت النجوم ونشر هذه العناصر في الفضاء ، يمكن نقلها إلى أشياء أخرى.
لذا ، فإن أقدم النجوم في الكون فقيرة جدًا في المعادن. TOI-561 ، على سبيل المثال ، منخفض في المعادن. وأي كواكب تكونت في الكون السابق يجب أن يكون لها أيضًا نسبة معدنية منخفضة.
البحث السابق وقد اقترح أن هناك حدًا معدنيًا منخفضًا لتكوين الكواكب الصخرية ، نظرًا لأن العناصر الثقيلة أقل عرضة لتبخر بفعل الإشعاع النجمي ، فإن الحبيبات تبقى لفترة كافية في القرص المحيط للنجوم لتتجمع معًا وتشكل الكواكب.
يمكن أن يساعد العثور على كواكب مثل TOI-561 b في تقييد تلك النماذج ، والتي بدورها يمكن أن تساعدنا في تحديد المزيد من الكواكب الخارجية الصخرية القديمة.
“على الرغم من أنه من غير المحتمل أن يكون هذا الكوكب مأهولًا بالسكان اليوم ،” قال كين، “قد يكون نذيرًا للعديد من العوالم الصخرية التي لم يتم اكتشافها بعد حول أقدم نجوم مجرتنا.”
وهذا يمكن أن يساعدنا في البحث عن عوالم صالحة للسكن. يبلغ عمر الأرض حوالي 4.5 مليار سنة ؛ يُعتقد أن أقدم علامات الحياة تعود إلى حوالي 3.5 مليار سنة. ومع ذلك ، لم تظهر الفقاريات في سجل الحفريات حتى منذ حوالي 500 مليون سنة ، أعط أو خذ.
الحياة المعقدة كما نعرفها تستغرق وقتًا لتظهر. لذا ، إذا أردنا أن نجد الحياة أكثر تعقيدًا من العتائق أو الميكروبات ، فإن الكواكب التي تعيش طويلًا ومستقرة نسبيًا ستكون ، كما يعتقد العلماء ، هي الأكثر احتمالية لتكون مضيافة.
لذا في حين أن TOI-561 b لن يكون مكانًا لطيفًا للزيارة ، إلا أنه يمثل دليلًا آخر يمكن أن يساعدنا في بحثنا الشغوف عن الحياة الأخرى الموجودة في الكون.
تم تقديم بحث الفريق في الاجتماع 237 للجمعية الفلكية الأمريكية. كما تم قبوله في المجلة الفلكية، ومتاح في arXiv.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”