اكتشاف كوكب أرضٍ فائقةٍ جديد حول نجمٍ قريب

أعلن علماء فلكٍ أوروبيون عن اكتشافهم كوكباً خارجياً جديداً ذي كتلةٍ أكبر من كتلة الأرض بعدة مرات. يدور الكوكب الجديد الذي يُصنف على أنه كوكب أرضٍ فائقة super-Earth حول نجمٍ قريب يُسمى GJ 625. نشر الباحثون اكتشافهم بالتفصيل في ورقةٍ علميةٍ نُشرت في 18 مايو/أيار على موقع arxiv.org. 

يُطلق اسم "الأرض الفائقة" على الكواكب التي تزيد كتلتها عن كتلة الأرض، ولكن دون أن تتخطى كتلة نبتون. وعلى الرغم من أنّ مصطلح الأرض الفائقة يُشير إلى كتلة الكوكب فقط، فهو يُستخدم أيضاً من قبل علماء الفلك لوصف الكواكب الأكبر من الأرض ولكن أصغر من الكواكب التي يُطلق عليها اسم "نبتون الصغير mini-Neptunes" (بنصف قطرٍ يتراوح بين 2 إلى 4 أضعاف نصف قطر الأرض).

يبعد نجم GJ 625 مسافة 21 سنةٍ ضوئية عن الأرض، وهو عبارةٌ عن نجمٍ قزمٍ من النوع M (من النوع الطيفي M2) ويتمتع بكتلةٍ وحجم يُعادلان ثلث كتلة وحجم الشمس تقريباً. يوفر هذا النوع من النجوم فرصةً كبيرةً في البحث عن الكواكب الخارجية المُشابهة للأرض، حيث تزداد احتمالية تكون الكواكب الصخرية ذات الكتلة الصغيرة حون النجوم القزمة من النوع M.

مع ذلك، من الصعب رصد الكواكب المُشابهة للأرض حول النجوم ذات الكتلة المُنخفضة نتيجةً لنشاطها النجمي. حيث يُمكن للإشارات الناجمة عن دوران النجم أن تُحاكي بسهولةٍ الإشارات ذات الأصل الكوكبي. وبالتالي، تتشابه الإشارات القادمة من النجوم القزمة من النوع M مع تلك الخاصة بالكواكب الصخرية القريبة من المنطقة الصالحة للسكن habitable zone حول  نجومها. 

أكمل فريقٌ من علماء الفلك بقيادة أليخاندرو ماسكارينيو Alejandro Mascareño من معهد جزر الكناري للفيزياء الفلكية، دراساتٍ صعبةً عن النجم GJ 625، بدأت عام 2013، ودامت لفترةً أطول من ثلاث سنواتٍ ونصف. تم إجراء عمليات الرصد باستخدام المطياف الباحث عن الكواكب ذي السرعة الشعاعية العالية الدقة لنصف الكرة الشمالي HARPS-N المُثبت على تلسكوب غاليليو الوطني في مرصد Roque de los Muchachos في جزيرة لابالما، جزر الكناري، إسبانيا. 

قام الباحثون بتحليل 151 سلسلةٍ زمنية للسرعة الشعاعية باستخدام مطياف HARPS-N كجزءٍ من برنامج السرعة الشعاعية لمسح الكواكب الخارجية التابعة للنجوم القزمة الحمراء HADES، والذي نتج عنه اكتشاف الكوكب الجديد.

ورد في الورقة العلمية: "نحن نعلن عن اكتشاف كوكب أرضٍ فائقةٍ يدور في الحافة الداخلية للمنطقة الصالحة للسكن حول النجم GJ 625 وذلك وفقاً للتّحاليل الزمنية للسرعة الشعاعية باستخدام مطياف HARPS-N التي شملت 1511 عملية قياسٍ  تم إجراؤها خلال أكثر من ثلاث سنواتٍ ونصف." 

تبلغ كتلة الكوكب المُكتشف حديثاً والذي يُسمى GJ 625 b ما يعادل 2.8 ضعف كتلة الأرض على الأقل، مما يجعل منه أخف كوكبٍ خارجيٍ تم اكتشافه حول نجمٍ من النوع M2. يدور الكوكب حول نجمه كل 14.7 يوماً من على مسافة 0.08 وحدةٍ فلكيةٍ AU من النجم، والتي تُعتبر مسافةً قريبةً نسبياً. وللمقارنة، يدور عطارد حول الشمس من على مسافة متوسطةٍ تُعادل 0.388 وحدةً فلكية.

سمحت نتائج قياسات السرعة الشعاعية للفريق باستنتاج أنّ كوكب GJ 625 b هو كوكب أرضٍ فائقةٍ صغير يقع في الحافة الداخلية للمنطقة الصالحة للسكن حول نجمه ويتمتع بمتوسط درجة حرارةٍ تُعادل 3500 كلفن تعتمد بدرجةٍ كبيرةٍ على معاملات الغلاف الجوي. وبالإضافة لذلك، يفترض الباحثون أنه يمكن للمياه السائلة أن تتواجد على سطحه، لكن الأمر سيحتاج لمزيد من عمليات الرصد المُركزة على غلافه الجوية حتى يتم تأكيد ذلك.

المصدر