اليوم ، عدد الكواكب الخارجية المؤكدة يقف عند 5197 في 3888 نظامًا كوكبيًا، مع 8992 مرشحًا آخرين ينتظرون التأكيد.
كانت الغالبية العظمى من الكواكب الضخمة بشكل خاص ، بدءًا من كوكب المشتري وعمالقة الغاز بحجم نبتون ، والتي يبلغ نصف قطرها حوالي 2.5 ضعف قطر الأرض.
اخر ذات دلالة إحصائية كان عدد سكانها عبارة عن كواكب صخرية يبلغ قياسها حوالي 1.4 نصف قطر الأرض (المعروف أيضًا باسم “الكواكب الأرضية الفائقة”).
يمثل هذا لغزًا لعلماء الفلك ، خاصةً حيث اكتشف الكواكب الخارجية الجليلة تلسكوب كبلر الفضائي نشعر بالقلق.
من بين أكثر من 2600 كوكب اكتشفها كبلر ، هناك ندرة واضحة للكواكب الخارجية التي يبلغ نصف قطرها حوالي 1.8 ضعف قطر الأرض – والتي يشار إليها باسم “وادي نصف القطر”.
يشير اللغز الثاني ، المعروف باسم “البازلاء في جراب” ، إلى الكواكب المجاورة ذات الحجم المماثل الموجودة في مئات الأنظمة الكوكبية ذات المدارات المتناغمة.
في دراسة قادها دورات العناصر المتطايرة الأساسية للحياة في الكواكب الصخرية (CLEVER) في جامعة رايس ، يقدم فريق دولي من علماء الفيزياء الفلكية موديل جديد هذا يفسر تفاعل القوى المؤثرة على الكواكب حديثة الولادة والتي يمكن أن تفسر هذين اللغزين.
قاد البحث أندريه إيزيدورو ، زميل ولش لما بعد الدكتوراه في رايس بتمويل من ناسا كلفر الكواكب مشروع. وانضم إليه محققو كلفر بلانيتس راجديب داسغوبتا و أندريا إيزيلاو هيلك شليشتينغ من جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس (UCLA) ، وكريستيان زيمرمان وبيرترام بيتش من معهد ماكس بلانك لعلم الفلك (MPIA).
كما يصفون في ورقة بحثهم ، والتي ظهرت مؤخرًا في رسائل مجلة الفيزياء الفلكية، استخدم الفريق حاسوبًا عملاقًا لتشغيل نموذج الهجرة الكوكبي الذي يحاكي أول 50 مليون سنة من تطوير نظام الكواكب.
في نموذجهم ، تتفاعل أقراص الكواكب الأولية المكونة من الغاز والغبار أيضًا مع الكواكب المهاجرة ، وتجذبها بالقرب من نجومها الأم وتحبسها في سلاسل مدارية رنانة.
في غضون بضعة ملايين من السنين ، يختفي قرص الكواكب الأولية ، مما يؤدي إلى كسر السلاسل والتسبب في عدم الاستقرار المداري الذي يتسبب في اصطدام كوكبين أو أكثر. بينما تم استخدام نماذج الهجرة الكوكبية لدراسة أنظمة الكواكب التي احتفظت بالرنين المداري ، فإن هذه النتائج تمثل أول مرة لعلماء الفلك.
كما قال إيزيدورو في جامعة رايس بيان: “أعتقد أننا أول من شرح وادي نصف القطر باستخدام نموذج لتشكيل الكواكب والتطور الديناميكي الذي يفسر باستمرار قيود الملاحظات المتعددة.
“نحن قادرون أيضًا على إظهار أن نموذج تكوين الكواكب الذي يشتمل على تأثيرات عملاقة يتوافق مع ميزة البازلاء في الكواكب الخارجية.”
يعتمد هذا العمل على العمل السابق الذي قام به Izidoro ومشروع CLEVER Planets. في العام الماضي ، استخدموا نموذج الهجرة لحساب أقصى اضطراب لنظام الكواكب السبعة في TRAPPIST-1.
في مقال نُشر في 21 تشرين الثاني (نوفمبر) 2021 في علم الفلك الطبيعي، استخدموا محاكاة الجسم N لإظهار كيف أن نظام “البازلاء في الكبسولة” يمكن أن يحتفظ بهيكله المداري المتناغم على الرغم من الاصطدامات التي تسببها الهجرة الكوكبية. سمح لهم ذلك بوضع قيود على الحد الأعلى للتصادم وكتلة الأشياء المعنية.
تشير نتائجهم إلى أن الاصطدامات في نظام TRAPPIST-1 كانت قابلة للمقارنة مع التأثير الذي أدى إلى إنشاء نظام Earth-Moon.
قال إيزيدورو: “إن هجرة الكواكب الصغيرة نحو نجومها المضيفة تخلق اكتظاظًا وتؤدي في كثير من الأحيان إلى تصادمات كارثية تجرد الكواكب من غلافها الجوي الغني بالهيدروجين.
“هذا يعني أن التأثيرات العملاقة ، مثل تلك التي شكلت قمرنا ، ربما تكون نتيجة عامة لتشكيل الكوكب.”
يشير هذا البحث الأخير إلى أن الكواكب تأتي في نوعين مختلفين ، يتألفان من كواكب جافة وصخرية أكبر بنسبة 50 في المائة من الأرض (كواكب أرضية فائقة) وكواكب غنية بالجليد المائي يزيد حجمها عن 2.5 ضعف حجم الأرض (نبتون الصغيرة).
بالإضافة إلى ذلك ، يقترحون أن جزءًا صغيرًا من الكواكب التي يبلغ حجمها ضعف حجم الأرض ستحتفظ بغلافها البدائي الغني بالهيدروجين وستكون غنية بالمياه.
وفقًا لإيزيدورو ، تتوافق هذه النتائج مع الملاحظات الجديدة التي تشير إلى أن الكواكب الأرضية الفائقة ونبتون الصغيرة ليست كواكب جافة وصخرية فقط.
تقدم هذه النتائج فرصًا للباحثين عن الكواكب الخارجية ، الذين سيعتمدون على تلسكوب جيمس ويب الفضائي لإجراء عمليات رصد تفصيلية لأنظمة الكواكب الخارجية.
باستخدام مجموعته المتقدمة من البصريات ، والتصوير بالأشعة تحت الحمراء ، والفقرات ، ومقاييس الطيف ، فإن Webb والتلسكوبات الأخرى من الجيل التالي سوف تميز الغلاف الجوي وأسطح الكواكب الخارجية بشكل لم يسبق له مثيل.
تم نشر هذه المقالة في الأصل بواسطة الكون اليوم. إقرأ ال المقالة الأصلية.
. “محلل حائز على جوائز. محب للموسيقى. منشئ. هواة Twitter. مستكشف ودود. محب للتواصل ودود.”