تم اكتشاف كوكب جديد وخفيف الوزن يدور حول نجم يبعد 450 سنة ضوئية في كوكبة لاكرتا. اكتشفت شبكة من المقاريب الآلية كيف يخفت الكوكب نجمه الأم بنسبة 1.5٪ عندما يمر بين النجم والأرض. إن سبب تضخم هذا الكوكب لا يزال لغزا بالنسبة لعلماء الفلك.
باستخدام شبكة من المقاريب الآلية الصغيرة المعروفة باسم HAT ، اكتشف علماء الفلك في سميثسونيان كوكبًا لا يشبه أي عالم آخر معروف. يدور هذا الكوكب الجديد ، المسمى HAT-P-1 ، حول عضو واحد من زوج من النجوم البعيدة على بعد 450 سنة ضوئية في كوكبة Lacerta.
قال جاسبار باكوس ، زميل هابل في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA): "يمكن أن ننظر إلى فئة جديدة تمامًا من الكواكب". قام باكوس بتصميم وبناء شبكة HAT وهو مؤلف رئيسي لبحث مقدم إلى مجلة الفيزياء الفلكية يصف الاكتشاف. هذه الورقة متاحة على الإنترنت على http://arxiv.org/abs/astro-ph/0609369.
مع نصف قطر يبلغ حوالي 1.38 مرة من كوكب المشتري ، HAT-P-1 هو أكبر كوكب معروف. على الرغم من حجمها الضخم ، فإن كتلتها هي نصف كتلة المشتري فقط.
قال باكوس: "إن هذا الكوكب هو حوالي ربع كثافة الماء". "بمعنى آخر ، إنها أخف من كرة الفلين العملاقة! تمامًا مثل زحل ، سيطفو في حوض الاستحمام إذا كان بإمكانك العثور على حوض كبير بما يكفي لحمله ، ولكنه سيطفو أعلى بثلاث مرات تقريبًا. "
تدور HAT-P-1 حول نجمها المضيف كل 4.5 أيام في مدار واحد وعشرين من المسافة من الأرض إلى الشمس. بمجرد مرور كل مدار ، يمر أمام نجمه الأم ، مما يجعل النجم يبدو أكثر خفوتًا بنحو 1.5 في المائة لأكثر من ساعتين ، وبعد ذلك يعود النجم إلى سطوعه السابق.
النجم الأم HAT-P-1 هو أحد أعضاء نظام النجم المزدوج يسمى ADS 16402 ويمكن رؤيته في المناظير. يتم فصل النجمين بمقدار 1500 مرة عن المسافة بين الأرض والشمس. تشبه النجوم الشمس ولكنها أصغر قليلاً - عمرها حوالي 3.6 مليار سنة مقارنةً بعمر الشمس الذي يبلغ 4.5 مليار سنة.
على الرغم من أن HAT-P-1 أغرب من أي كوكب خارج المجموعة الشمسية تم العثور عليه حتى الآن ، إلا أن HAT-P-1 ليس وحده في وضعه منخفض الكثافة. أول كوكب وجد على الإطلاق لعبور نجمه ، HD 209458b ، هو أيضًا منتفخ بنسبة أكبر بنحو 20 في المائة مما تنبأت به النظرية. HAT-P-1 أكبر من المتوقع بنسبة 24 بالمائة.
قال المؤلف المشارك روبرت نويس (CfA): "من أصل أحد عشر كوكبًا عابرًا معروفًا ، لم يعد هناك الآن واحد ولكن اثنين أكبر من حيث الكثافة وأقل كثافة من توقعات النظرية". "لا يمكننا رفض HD209458b باعتباره صدفة. يشير هذا الاكتشاف الجديد إلى أن شيئًا ما قد يكون مفقودًا في نظرياتنا حول كيفية تشكل الكواكب ".
لقد نظر المنظرون بالفعل في عدد من الاحتمالات لشرح الحجم الكبير لـ HD 209458b ، ولكن دون جدوى حتى الآن. الطريقة الوحيدة لنفخ هذه الكواكب العملاقة التي تتجاوز الحجم المحسوب من معادلات البنية الكوكبية هي توفير حرارة إضافية إلى تصميماتها الداخلية. التسخين البسيط للسطح بسبب قرب نجم المضيف لن يعمل. (إذا كان ذلك ممكنًا ، فيجب توسيع جميع الكواكب العملاقة العابرة القريبة ، وليس فقط اثنين منها.)
تتمثل إحدى طرق ضخ الطاقة في مركز الكوكب في قلبه على جانبه ، على غرار أورانوس في النظام الشمسي. يتعرض كوكب في تلك الحالة يدور بالقرب من نجمه لتسخين المد الداخلي. ولكن وفقًا لما ذكره عالم الفلك في سميثسونيان ماثيو هولمان (الذي لم يكن عضوًا في فريق الاكتشاف) ، فإن "الظروف المطلوبة لقلب كوكب ما غير عادية لدرجة أن هذا من غير المرجح أن يفسر كلا المثالين المعروفين للعوالم المنتفخة."
وفقًا للمؤلف المشارك ديميتار ساسيلوف (CfA) ، "هناك تفسير آخر لحجم HD 209458b الكبير كان تسخين المد والجزر بسبب مدار غريب الأطوار ، لكن الملاحظات الأخيرة استبعدت ذلك إلى حد كبير."
وقال ساسيلوف إن العلماء سيواصلون مراقبة HAT-P-1 لمعرفة ما إذا كان مثل هذا التفسير يمكن أن يستمر في هذه الحالة ، ولكن "حتى نتمكن من العثور على تفسير لكلا الكواكب المنتفخة ، فإنها تظل لغزا عظيما".
تتكون شبكة HAT من ستة مقاريب ، أربعة في مرصد ويبل في المرصد الفلكي للفيزياء الفلكية في أريزونا واثنان في مرفق صفيف دون المليمتر في هاواي. تجري هذه المقاريب عمليات رصد روبوتية كل ليلة صافية ، كل منها يغطي مساحة السماء 300 ضعف حجم البدر مع كل تعرض.
تبحث HAT عن الكواكب من خلال مشاهدة النجوم التي تخفت قليلاً عندما يعبر كوكب يدور مباشرة أمام النجم كما يُرى من الأرض - وهو نوع من كسوف صغير. تتيح عمليات النقل للفلكيين فرصة فريدة لقياس الحجم المادي للكوكب من كمية التعتيم. بالاقتران مع الكتلة ، التي يتم تحديدها بقياس مقدار تذبذب النجم كما يدور الكوكب حوله ، قام الباحثون بعد ذلك بحساب كثافة الكوكب. تم قياسات تمايل النجم الأم HAT-P-1 بقيادة المؤلف المشارك ديبرا فيشر من جامعة ولاية سان فرانسيسكو.
قدمت وكالة ناسا تمويلًا كبيرًا لـ HATnet. يتوفر مزيد من المعلومات حول HAT عبر الإنترنت على http://www.cfa.harvard.edu/~gbakos/HAT/.
يقع مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية (CfA) ، الذي يقع مقره في كامبريدج ، ماساشوستس ، وهو تعاون مشترك بين مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية ومرصد كلية هارفارد. يدرس علماء CfA ، في ستة أقسام بحثية ، أصل الكون وتطوره ومصيره النهائي.
المصدر الأصلي: بيان صحفي CfA
