إغلاق القائمة
الأقزام البنية والكواكب العملاقة ليست إلا أولاد عمومة بعيدون

الأقزام البنية والكواكب العملاقة ليست إلا أولاد عمومة بعيدون



    الأقزام البنية والكواكب العملاقة ليست إلا أولاد عمومة بعيدون

    غالبًا ما يشار إلى النجوم القزمة البنية على أساس أنها "نجوم فاشلة" لأنهم ولدوا بكتلة غير كافية لإشعال حرائقهم النجمية المندمجة هيدروجينيًا - بصرف النظر عن أنها تشكلت تمامًا مثل نجمهم "الحقيقي" الأكثر ضخامة ، الناري ، الصارخ ، الذي يحترق الهيدروجين القربى. نظرًا لحجمها الصغير ، وجد علماء الفلك أنه من المتعب المفاضلة بين الأقزام البنية والكواكب العملاقة ، مثل ضخم الحجم نظامنا الشمسي الزاهي ، كوكب المشتري. ولذا لأن عمالقة الغاز مثل كوكب المشتري و "النجوم الفاشلة" لديها قليل من المواصفات ذاتها. في حزيران 2019 ، وقف على قدميه فرقة رياضية من علماء الفلك باستعمال النتائج الأولية التي تم الحصول فوقها من مرصد الجوزاء الجديدمسح 531 نجوم ، نشرت نتائجها أنه يوضح أكثر وأكثر احتمالا أن الأقزام البنية والكواكب الكبيرة لها مناشئ متنوعة للغاية. وهكذا ، فإن عمالقة الغاز والأقزام البنية ترتبط ارتباطًا بعيدًا بدرجة لا تجيز "بتقبيل أولاد عمومة".

    يُعد مسح GPI Exoplanet Survey (GPIES) فردًا من أكثر مسوحات الكواكب الخارجية حساسيةً وأكبرها حتى حاليا ، وما يزال مستمراً في تلسكوب Gemini South Telescope في تشيلي. "من تحليلنا لأول ثلاثمائة نجمة إنتهت ملاحظتها ، نلمح فعليا اتجاهات صلبة" ، علق الطبيب إريك ل. نيلسن في 11 حزيران 2019 ، مرصد الجوزاء. الطبيب نيلسن ، من جامعة ستانفورد في بالو ألتو ، كاليفورنيا ، هو المؤلف الأساسي للدراسة الحديثة.

    في تشرين الثاني 2014 ، بدأ المنقب الأساسي في GPI ، الطبيب بروس ماكنتوش ، وهو أيضًا من جامعة ستانفورد ، وفريقه العالمي في رصد ما يقرب من ستمائة نجم قريب باستعمال الوسيلة الحديثة. يكمل توفير نفقات GPI بمساندة من شراكة Gemini Observatory ، والتي تجيء أكثريتها من المنشأة التجارية الوطنية الأمريكية للعلوم (NSF) . نهضت NSF والمجلس القومي للبحوث الكندية بدفع نفقات العلماء المشتركين في GPIES.

    إن تصوير كوكب غير عربي بعيد ، حاضر في مدار بخصوص نجم ما خلف شمسنا ، كلف عسير بشكل كبير. في الحقيقة ، فإن الوظيفة الشاقة صرت ممكنة فحسب باستعمال عدد يسير من الأدوات. المتشكلة هي أن تلك العوالم البعيدة ضئيلة ، خافتة ، وتقيم بجانب الوهج الساحق لوالدهم الممثل المتجعد المشوي. على أرض الواقع ، يمكن مضاهاة التحدي الذي يتمثل في رصد كواكب خارجية قاتمة وبعيدة مع اكتشاف فراشة تحلق في مواجهة مصباح الشارع وقتما يكون المراقب على عقب عشرة أميال. حتى أذكى الكواكب تغمرها وهج الفنان الأم. بصرف النظر عن أن أكثر الكواكب اللامعة تنبعث من وهج رقيق ، سوى أنها ما زالت باهتة بمعدل 10000 مرة عن نجمها. والخبر السار هو أن GPIلديه التمكن من رصد الكواكب التي تكون باهتة زيادة عن 1000000 مرة - إنها أكثر حساسية بشكل أكثر من معدات التصوير الفائتة للكوكب. "إن GPI وسيلة رائعة لدراسة الكواكب ، وقد أعطانا مرصد الجوزاء الدهر الوافي لفعل مسح دقيق ومنهجي" ، علق الطبيب ماكنتوش في 11 حزيران 2019 ، خطبة مرصد الجوزاء.

    GPIES هذه اللحظة في خاتمة مهمتها. من مجموعتها الأولى من ثلاثمائة نجمة ، اكتشفت GPIES 1/2 دزينة من الكواكب العملاقة وثلاثة من الأقزام البنية. واستكمل الطبيب ماكنتوش: "يعتبر ذلك الفحص لأول ثلاثمائة نجم إنتهت مراقبته من خلال GPIES أضخم وأكثر أهمية مسح تصوير مباشر للكواكب العملاقة المنشورة حتى حاليا". بصرف النظر عن أن الأقزام البنية أكثر ضخامة من الكواكب ، سوى أنها ما تزال رميات القمامة النجمية لأنها لم تتراكم كتلة كافية لدمج الهيدروجين في مكونات ذرية أثقل - مثل النجوم الحقيقية. "تحليلنا لمسح الجوزاء ذلك يوحي بأن الكواكب العملاقة ذات الانفصال الممتد قد تكونت على نحو غير مشابه عن أولاد عمومة الأقزام البنية" ، مثلما ذكر الطبيب نيلسون في نفس خطاب الجوزاء.

    الكواكب العملاقة في بمقابل رونز ستيلر

    النجوم القزم البني هي شاذات حقيقية. في الحقيقة ، فإن وجودهم نفسه يوفر لعلماء الفلك لغزا مغريا لحلهم. وهذا لأنها تتحدى أي مسعى لاشتقاق مفاضلة دقيق بين "النجوم الفاشلة" والكواكب العملاقة. يتصور العدد الكبير من علماء الفلك أن تلك المقيمون العظميين اللطيفين نسبياً في الكون يولدون تمامًا مثل أقاربهم النجمية الحقيقية الأول ، ضِمن أعماق الشد الخيالية الشبيهة بالدوران ذات واحدة من الكثير من الشد الجزيئية العملاقة الباردة المظلمة والجميلة التي تطارد ممر التبانة سبيل المجرة. تضاء تلك الجذب المظلمة العملاقة مع الحرائق المتلألئة للنجوم حديثي الإنجاب التي لا تعد ولا تحصى - ويولد الممثل حينما ينهار كتلة شديدة الغزارة ، مضمنة في إحدى الطيات المدججة في سحابة جزيئية ، أسفل الانجراف القاسي لجاذبيتها .

    وبذلك ، تتداخل النجوم الرائعة الرائعة (النجوم الأولية) في نطاق عمود وافر متعاقد ، يتألف أكثريته من الغاز بمقدار ضئيلة من الغبار. بوقت الإنجاب النجمية ، ترتقي درجة السخونة في قلب النقطة الوافرة إلى نقطة الحارقة التي تسبب ذرات الهيدروجين في الاندماج معًا لتكوين ذرات الهيليوم. الهيدروجين هو العنصر الهيدروجيني الأكثر وفرة والأخف وزنا في الكون ، والهيليوم هو ثاني أخف. جميع النجوم ، بغض البصر عن كتلتها ، تتألف في أكثريتها من الهيدروجين ، وتم تشكيل جميع من الهيدروجين والهيليوم في التضخم الكبير المتولد عن ميلاد بيج بانج في الكون منذ بحوالي 13.8 مليار عام.

    في تناقض دراماتيكي ، تعكر كواكب الغاز العملاقة - فقط مثل كوكب المشتري - في إيجاد حل للمشكلة. في الطرف الأكثر ثقلًا من مدى الكتلة ، الذي يتباين بين ستين إلى تسعين تضاؤل كتلة كوكب المشتري ، يكمل تحديد معدل القزم البني في المقام الأضخم بواسطة ضغط تنكس الإلكترون - مثلما هو الوضع مع النجوم الأقزام البيضاء . قزم ابيضالنجوم هي بقايا النوى التي خلفتها النجوم الضئيلة الشبيهة بالشمس بعدما أحرقت إمداداتها اللازمة من المحروقات الذري ، وذهبت بسلام نسبي ولطف إلى "هذه الليلة الطيبة". على الضد من هذا ، في الطرف الأخف من مجال الكتلة - وهو الذي يقرب من عشرة أضعاف كتلة كوكب المشتري - يشطب السيطرة على كمية القزم البني على وجه التحديد بنفس الكيفية التي يكمل بها فيما يتعلق لكوكب ما. العامل المتراكب هو أن 1/2 دولة قطر الأقزام البنية لا يتشابه بقدر تتنوع بين عشرة و 15٪ ليس إلا عن الدومين الكتلي لأولاد عمومة الكوكب العظيم الحجم. يتيح ذاك لعلماء الفلك وظيفة عسيرة متمثلة في المفاضلة بين الكواكب العملاقة والأقزام البنية.

    بسببِ أن الأقزام البنية الكثة لا تكتسب أبدًا وزناً كافًا للانخراط في عملية الانصهار الذري ، فإن أولئك الذين يحتلون الطرف الأفتح من الدومين الشامل (أدنى من 13 كتلة جوبيتر) لا من الممكن أن ينمووا بدرجة كافية حتى لدمج الديوتيريوم. وفي نفس الوقت ، فإن الأقزام البنية التي تشغل الطرف الأكثر ثقلًا من مجموعة الكتلة (أضخم من ستين كتلة من كوكب المشتري) تهدأ بشكل سريع كبيرة - حتى الآن عشرة ملايين سنة أو صوب هذا - بحيث لم تعد باستطاعتها أن صبر الاندماج الهيدروجيني. 10 ملايين سنة هي مرحلة زمنية قصيرة جدا في "الحياة" الغريبة لـ "نجم فاشل".

    يستعمل علماء الفلك الأشعة السينية وأطياف الأشعة أسفل الحمراء لإيجاد أقزام بنية بعيدة المنال. أولاً ، هنالك فئة من الأقزام البنية التي تعلن أشعة إكس. ثانيا، عن تستمر "الحارة" الأقزام البنية لتوهج بهدوء في الجزء الأحمر والأشعة أسفل الحمراء من الطيف الكهرومغناطيسي أثناء بأكملها "الحياة" بأنه "نجم فاشلة". وهكذا ، باستعمال الأشعة السينية وطيفية الأشعة أسفل الحمراء ، يمكن لعلماء الفلك إيجاد أقزام بنية بعيدة المنال حيث كانوا مختبئين. للأسف ، غير ممكن لعلماء الفلك استعمال تلك التكنولوجيا سوى إلى حاجز ما ، ولم يعتبر بإمكانهم استعمالها وقتما إستطعت تلك الروندات الفرعية من التهدئة إلى درجات سخونة أكثر جودةًا لكوكب الأرض من "نجم فاشل".

    لهذا ، فإن الصعوبة الضرورية في المفاضلة بين الأقزام البنية والكواكب العملاقة هي أن المجموعتين تشتركان في قليل من المواصفات. مثل كوكب شمس ونجوم أخرى ، يتألف كوكب المشتري والكواكب العملاقة الأخرى من الغاز بأسلوب لازم من الهيدروجين والهيليوم. ثلاثة من الكواكب الغازية العملاقة في أسرة شمسنا - كوكب المشتري ، زحل ، وأورانوس - تطلع سخونة أكثر بشكل أكثر من سخونة نجومنا. جميع الكواكب الغازية العملاقة الأربعة في نظامنا الشمسي - بما في ذاك هذه اللحظة الكوكب الخارجي ، نبتون - يصاحبها "أنظمة شمسية" ضئيلة بشكل كبير خاصة بها ، تتشكل من عدد من الأقمار المدارية.

    مثل ذوي القرابة الأكثر تفوقًا "الفنان الحقيقي" ، من الممكن أن يُنشأ الأقزام البنية كأشياء انفرادية أو على مقربة من الآخرين من ذلك الفئة. عدد محدود من الأقزام البنية تدور بخصوص نجوم أخرى ، مثل الكواكب ، من الممكن أن يكون لها أيضًا مدارات غريبة الأطوار.

    وقتما يولد نجم ، في نطاق سحابة الأم المكونة من الغاز والغبار ، قد يؤدي قرص المادة الدوّارة والدائرية (قرص التكدس الكواكب الأولي) إلى أسرة من الكواكب المدارية. طوال المراحل الأولى من الإنجاب ، يشطب إطلاق الرصاص على الطائرات المكونة من مواد وهي تطلق إلى الخارج من القطبين. ومع هذا ، لا تنبعث الطائرات من ذلك النمط لتبشر إنجاب كوكب.

    مطر خفيف لطيف في بمقابل عاصفة رعدية

    و الجوزاء يقوي بحث الفرقة الرياضية القدوة الذي الكواكب العارمة يولدون نتيجة لتراكم بطيء من دوامات المالية بشأن نجم صبي. من جهة أخرى ، توميء دراستهم أيضًا على أن قزمًا بنيًا يولد كنتيجة للانهيار السريع لجاذبية سحابة الإنجاب. "إنه يشبه إلى حاجز ما الاختلاف بين المطر الخفيف الأملس والعاصفة الرعدية" ، علق الطبيب ماكنتوش في 11 حزيران 2019 في الجوزاء.

    "مع وجود ستة كواكب تم اكتشافها وثلاثة أقزام بنية تم اكتشافها بواسطة المسح الذي أجريناه ، بجانب حساسية ليس لها مثيل في السابق للكواكب متعددة مرات من كتلة كوكب المشتري على مسافات مدارية أقصى بشكل أكثر من كوكب المشتري ، يمكن لنا حاليا الإجابة على قليل من الأسئلة الأساسية ، خاصة بخصوص مقر وأسلوب وكيفية تشكيل تلك الكائنات "، وذكر الطبيب نيلسون في نفس الخطبة الصحفي.

    وهكذا ، قد يحل ذلك البحث الجديد الفزورة الأثري بشأن ما إذا كانت الأقزام البنية (الأجسام المتوسطة الكتلة) مولودة كالنجوم أو الكواكب.

    "إن ما أظهره فحص فرقة رياضية GPIES هو أن مواصفات الأقزام البنية والكواكب العملاقة تتضاد تمامًا مع بعضها القلة من. بينما يفوق عدد الأقزام البنية العظيمة الأقزام البنية الكبيرة جدا ، فيما يتعلق للكواكب العملاقة ، يشطب ضد الوجهة: الكواكب الكبيرة جدا فوز عدد الكواكب العظيمة علاوة على ذاك ، فإن الأقزام البنية تميل على أن تكون بعيدة عن نجومها المضيفة ، في حين تركز الكواكب العملاقة على صوب أوثق. توميء تلك الاتجاهات المتعارضة على أن الأقزام البنية تتكون من أعلى إلى أدنى ، والكواكب العملاقة تتكون من أدنى إلى أعلى ، "تفسير الطبيب مؤلف مساهم في التعليم بالمدرسة. يوجين تشيانغ في 11 حزيران 2019 الجوزاء كلام صحفي. الطبيب تشيانغ أستاذ دراية الفلك بجامعة كاليفورنيا بيركلي.

    من ضمن النجوم الـ ثلاثمائة التي إنتهت دراستها حتى حالا ، هنالك 123 كتلة شمسية كحد أدنى 1.5 مرة. واحدة من أبرز النتائج التي أنتَجَ عنها استكشاف GPI هي أن كل النجوم التي تستضيف كواكب مكتشفة هي من ضمن تلك النجوم ذات الكتلة العالية - بصرف النظر عن أنه من الأسهل رصد كوكب عظيم الحجم يدور بشأن نجم أكثر قتامة تشبه الشمس . دائما ما اشتبه علماء الفلك في تلك الرابطة ، إلا أن مسح GPIES أكدها بأسلوب لا لبس فيه. يضيف ذاك الاكتشاف الجديد الكثير من المصداقية إلى قدوة التكوين من أدنى إلى أعلى للكواكب.

    إحدى أضخم المفاجآت في التعليم بالمدرسة كانت نطاق اختلاف أنظمة الكواكب الأخرى عن نظرياتنا. يتألف نظامنا الشمسي من مجموعة رباعية من الكواكب الصخرية الضئيلة التي تقطن المساحة الداخلية ، ومجموعة رباعية من الكواكب الغازية العملاقة التي تسكن في الميدان الخارجي الأكثر صقيع. ومع ذاك،ضد أول الكواكب الخارجية التي يكمل اكتشافها ضد قدوة نظامنا الشمسي. كانت أول الكواكب الخارجية التي تم اكتشافها منذ جيل خرج من هي الكواكب العملاقة التي تقع بجانب نجومها الأم زيادة عن كوكب عطارد - كوكبنا الأعمق - إلى شمسنا. إضافة إلى ذاك ، نوهت دراسات السرعة الشعاعية - التي تستند إلى الملاحظة التي توميء على أن الممثل يختبر "تمايل" ناجم عن الجاذبية وقتما يدور حوله كوكب - أن عدد الكواكب العملاقة يتكاثر مع المسافة من المطرب المنشأ إلى مدار كوكب المشتري إلى حد ما. على ضد ملاحظات السرعة الشعاعية ، أظهرت النتائج المبكرة لفرقة رياضية GPIES - والتي تأخذ في الاعتبار مسافات أضخم - أن الكواكب العملاقة صرت أصغر عقبًا.

    "من الممكن أن تكون المساحة في الوسط حيث على الأرجح أن تجد كواكب أضخم من كوكب المشتري بشأن النجوم الأخرى ، وهو وجّه محرض للاهتمام بشكل كبير لأن ذاك هو المقر الذي نشاهد فيه كوكب المشتري وزحل في نظامنا الشمسي" ، ذكر الطبيب نيلسن في 11 حزيران 2019 خطاب صحفي الجوزاء . في الحقيقة ، قد يلائم موقع كوكب المشتري في نظامنا الشمسي الوجهة العام لكوكب خارج مجموعة النظام الشمي.

    في أسرة كوكب شمسنا المختصة ، كوكب المشتري وزحل هما عملاقا الغاز في الإطار الشمسي الخارجي ، مع كون زحل أدنى الثنائي الكبير المغطى بالغاز. العملاقان الآخران في ذلك الميدان لمنخض الحرارة البعيد هما أورانوس ونبتون ، وكلاهما يصنفان كعمالقة جليدية عوضاً عن عمالقة الغاز. ولذا لأن الثنائي المتجمد له نوى قوية أضخم من كوكب المشتري وزحل (والذي من الممكن أن يكون كل الغاز) وأجواء غازية أرق.

    المفاجأة الإضافية ، المستمدة من جميع استطلاعات الكواكب الخارجية ، هي كيف تظهر الكواكب العملاقة النادرة بخصوص النجوم الشبيهة بالشمس ، وكيف لا تتشابه أنظمة الطاقة الشمسية الأخرى تمام الاختلاف. عثرت على مأمورية كبلر التي تطلقها الكواكب الخارجية الموالية لوكالة ناسا والتي بحثت عن كواكب شبيهة بالأرض خارج كوكبنا - العديد من الكواكب الضئيلة القريبة - اثنين أو زيادة عن كواكب "جبارة الأرض" لجميع نجم مماثل للشمس أنظمة الطاقة الشمسية أكثر تكدسا بشكل أكثر من منطقتنا. توميء تلك النتيجة على أن GPI سوف تكتشف عشرات الكواكب العملاقة - أو أكثر. ومع ذاك ، اكتشفت GPI ستة فحسب. لدى جمع كل تلك البيانات الحديثة معًا ، فإن الكواكب العملاقة قد تحاصر فحسب أقلية من النجوم مثل شمسنا.

    في كانون الثاني 2019 ، لاحظت GPIES الممثل 531 - والأخير - الجديد ، ويقوم الفرقة الرياضية قائمًا باستكمال المؤهلين المتبقين بهدف تحديد أي الكواكب حقًا ، وما هي نجوم الخلفية البعيدة التي يظهر أنها محض كواكب عملاقة.

    التلسكوبات القادمة، مثل وكالة ناسا جيمس ويب تلسكوب الفضاء، WFIRST ، و ماجلان تلسكوب ضخم الحجم ، و متر تلسكوب ثلاثون ، و تلسكوب هائل بشكل كبير، و يلزم أن عندها التمكن من صرف حواجز التعليم بالمدرسة. ذاك لأن تلك التلسكوبات من الجيل اللاحق يمكن لها أن اعتقاد الكواكب أكثر قربا بشكل أكثر إلى نجومها الأم ، وسوف تتداخل أيضًا مع الأساليب الأخرى ، الأمر الذي ينتج عنه حساب كامل للكواكب العملاقة ومجموعات الأقزام البنية من 1 إلى ألف وحدة فلكية (AU). التحالف الأفريقي الفرد يعادل وسطي ​​المسافة بين الأرض والشمس والتي تصل 93،000،000 جاهزية.

    جوديث إ. برافمان ميلر كاتبة وعالمة فلكية أصدرت مقالاتها منذ عام 1981 في العدد الكبير من المجلات والمجلات والصحف. بصرف النظر عن أنها كتبت بشأن مجموعة مختلفة من الأشياء ، سوى أنها تحب الكتابة عن دراية الفلك لأنها تمنحها الاحتمالية للتواصل مع الآخرين بالعديد من عجائب مجالها. سيُعرَض بعد وقت قريبً كتابها الأكبر "الخصلات والرماد والدخان".
    jjjj
    @مرسلة بواسطة
    كاتب ومحرر اخبار اعمل في موقع فضاء وكواكب .

    مقالات متعلقة

    إرسال تعليق