انطباع فني عن كوكب WASP-103b ونجمه المضيف. الائتمان: ESA
أولئك كوكب خارج المجموعة الشمسية كشفت مهمة خوفو أن كوكبًا خارج المجموعة الشمسية يدور حول نجمه المضيف خلال يوم واحد له شكل مشوه يشبه شكل كرة الرجبي أكثر من شكل كرة. هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف تشوه كوكب خارج المجموعة الشمسية ، مما يوفر رؤى جديدة حول البنية الداخلية لهذه الكواكب التي تعانق النجوم.
يقع الكوكب المعروف باسم WASP-103b في كوكبة هرقل. لقد تم تشويهه بفعل قوى المد والجزر القوية بين الكوكب ونجمه المضيف WASP-103 ، والذي هو أكثر سخونة بحوالي 200 درجة وأكبر 1.7 مرة من الشمس.
شد المد والجزر
نشهد المد والجزر في محيطات الأرض ويرجع ذلك أساسًا إلى سحب القمر قليلاً على كوكبنا أثناء دورانه حولنا. للشمس أيضًا تأثير صغير ولكنه مهم على المد والجزر ، ومع ذلك فهي بعيدة جدًا عن الأرض لتسبب تشوهات كبيرة لكوكبنا. لا يمكن قول الشيء نفسه عن WASP-103b ، وهو كوكب يبلغ حجمه ضعف حجمه تقريبًا كوكب المشتري مع كتلته 1.5 مرة ، يدور حول نجمه المضيف في أقل من يوم. اشتبه علماء الفلك في أن مثل هذا القرب القريب من شأنه أن يسبب مدًا هائلاً ، لكن حتى الآن لم يتمكنوا من قياسها.
يكشف خوفو كوكب خارج المجموعة الشمسية على شكل كرة رجبي. الائتمان: ESA
باستخدام بيانات جديدة من تلسكوب خوفو الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، جنبًا إلى جنب مع البيانات التي تم الحصول عليها بالفعل من قبل ناسا/الذي – التي تلسكوب هابل الفضائي وتلسكوب سبيتزر الفضائي التابع لناسا ، تمكن علماء الفلك الآن من اكتشاف كيفية تشويه قوى المد والجزر للكواكب الخارجية WASP-103b من كرة عادية إلى شكل كرة رجبي.
يقيس خوفو عبور كوكب خارج المجموعة الشمسية – يحدث الانخفاض في الضوء عندما يمر كوكب أمام نجمه من وجهة نظرنا. عادةً ما تكشف دراسة شكل منحنى الضوء عن تفاصيل حول الكوكب مثل حجمه. سمحت الدقة العالية لـ Cheops جنبًا إلى جنب مع مرونة التوجيه ، والتي تمكن القمر الصناعي من العودة إلى الهدف ومراقبة عمليات العبور المتعددة ، لعلماء الفلك باكتشاف الإشارة الدقيقة لتشوه المد والجزر لـ WASP-103b. يمكن استخدام هذا التوقيع المميز لكشف المزيد عن الكوكب.
يقول جاك لاسكار من مرصد باريس ، جامعة باريس للعلوم والآداب ، والمؤلف المشارك للبحث: “إنه أمر لا يصدق أن خوفو كان قادرًا في الواقع على الكشف عن هذا التشوه الصغير”. “هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إجراء مثل هذا التحليل ، ويمكننا أن نأمل أن تعزز المراقبة على مدى فترة زمنية أطول هذه الملاحظة وتؤدي إلى معرفة أفضل بالبنية الداخلية للكوكب.”
كوكب منفوخ
تمكن الفريق من استخدام منحنى الضوء العابر لـ WASP-103b لاشتقاق متغير – رقم الحب – يقيس كيفية توزيع الكتلة داخل الكوكب. يمكن أن يكشف فهم كيفية توزيع الكتلة عن تفاصيل حول البنية الداخلية للكوكب.
توضح سوزانا باروس من معهد العلوم الفلكية وجامعة بورتو بالبرتغال ، والمؤلفة الرئيسية للبحث: “تعتمد مقاومة المادة للتشوه على تركيبها”. “على سبيل المثال ، لدينا هنا على الأرض المد والجزر بسبب القمر والشمس ولكن يمكننا فقط رؤية المد والجزر في المحيطات. الجزء الصخري لا يتحرك كثيرًا. من خلال قياس مدى تشوه الكوكب ، يمكننا معرفة مقدار ما هو صخري أو غازي أو مائي “.
رقم الحب لـ WASP-103b مشابه لكوكب المشتري ، والذي يشير مبدئيًا إلى أن الهيكل الداخلي مشابه ، على الرغم من أن WASP-103b له ضعف نصف القطر.
تقول سوزانا: “من حيث المبدأ ، نتوقع أن يكون حجم كوكب كتلته 1.5 مرة من كوكب المشتري بنفس الحجم تقريبًا ، لذلك يجب أن يكون WASP-103b منتفخًا للغاية بسبب ارتفاع درجة حرارة نجمه وربما آليات أخرى”.
“إذا تمكنا من تأكيد تفاصيل هيكلها الداخلي من خلال الملاحظات المستقبلية ، فربما يمكننا أن نفهم بشكل أفضل ما يجعلها متضخمة للغاية. إن معرفة حجم قلب هذا الكوكب الخارجي سيكون مهمًا أيضًا لفهم كيفية تشكله بشكل أفضل “.
نظرًا لأن عدم اليقين في رقم Love لا يزال مرتفعًا جدًا ، فسوف يتطلب الأمر ملاحظات مستقبلية باستخدام تلسكوب خوفو وتلسكوب جيمس ويب الفضائي (ويب) لفك رموز التفاصيل. ستعمل الدقة العالية للغاية لـ Webb على تحسين قياسات تشوه المد والجزر للكواكب الخارجية ، مما يتيح مقارنة أفضل بين هذه الكواكب المسماة “كواكب المشترى الساخنة” والكواكب العملاقة في النظام الشمسي.
حركة غامضة
لغز آخر يحيط أيضًا بـ WASP-103b. التفاعلات المدية بين نجم وكوكب قريب جدًا بحجم كوكب المشتري ستؤدي عادةً إلى تقصير الفترة المدارية للكوكب ، مما يجعله أقرب تدريجيًا إلى النجم قبل أن يبتلعه النجم الأم في النهاية. ومع ذلك ، يبدو أن قياسات WASP-103b تشير إلى أن الفترة المدارية قد تتزايد وأن الكوكب ينجرف ببطء بعيدًا عن النجم. قد يشير هذا إلى أن شيئًا آخر غير قوى المد والجزر هو العامل المهيمن الذي يؤثر على هذا الكوكب.
نظرت سوزانا وزملاؤها في سيناريوهات محتملة أخرى ، مثل تأثير النجم المصاحب للمضيف على ديناميكيات النظام أو كون مدار الكوكب بيضاوي الشكل قليلاً. لم يتمكنوا من تأكيد هذه السيناريوهات ، لكنهم لم يتمكنوا من استبعادها أيضًا. من الممكن أيضًا أن تكون الفترة المدارية تتناقص بالفعل ، بدلاً من أن تزداد ، لكن الملاحظات الإضافية فقط لعمليات عبور WASP-103b مع خوفو والتلسكوبات الأخرى ستساعد في إلقاء الضوء على هذا اللغز.
“حجم تأثير تشوه المد والجزر على منحنى الضوء العابر للكواكب خارج المجموعة الشمسية صغير جدًا ، ولكن بفضل الدقة العالية جدًا لخوفو ، يمكننا رؤية هذا لأول مرة” ، كما تقول كيت إسحاق ، عالمة مشروع خوفو في وكالة الفضاء الأوروبية. “هذه الدراسة هي مثال ممتاز للأسئلة المتنوعة للغاية التي يستطيع علماء الكواكب الخارجية معالجتها مع خوفو ، مما يوضح أهمية مهمة المتابعة المرنة هذه.”
المرجع: “اكتشاف تشوه المد والجزر لـ WASP-103b عند 3 درجات مئوية باستخدام CHEOPS” بواسطة SCC Barrosg، B. Akinsanmi، G. Boué، AMS Smith، J. Laskar، S. Ulmer-Moll، J. Lillo-Box، D . Queloz، A. Collier Cameron، SG Sousa، D. Ehrenreich، MJ Hooton، G. Bruno، B.-O. ديموري ، إيه سي إم كوريا ، ODS Demangeon ، TG Wilson ، A. Bonfanti ، S. Hoyer ، Y. Alibert ، R. Alonso ، G. Anglada Escudé ، D. Barbato ، T. Bárczy ، D. Barrado ، W. Baumjohann ، M. Beck، T. Beck، W. ديفيز ، إم.ديلويل ، أ.ديلين ، إل.ديلريز ، أ.إريكسون ، إيه. K. Heng، L. Kiss، A. Lecavelier des Etangs، M. Lendl، C. Lovis، D. Magrin، V. Nascimbeni، PFL Maxted، G. Olofsson، R. Ottensamer، I. Pagano، E. Pallé، H . Parviainen، G. Peter، G. Piotto، D. Pollacco، R. Ragazzoni، N. Rando، H. Rauer، I. Ribas، NC Santos، G. Scandariato، D. Ségransan، AE Simon، M. Steller، Gy . M. Szabó، N. Thomas، S. Udry، B. Ulmer، V. Van Grootel and NA Walton، 11 January 2022، علم الفلك والفيزياء الفلكية.
DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202142196
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”