على بعد 4.37 سنة ضوئية من الأرض ، يعد Alpha Centauri أقرب نظام نجمي خاص بنا. لعدة أجيال ، فكر العلماء والمفكرون المضاربون فيما إذا كان يمكن أن يكون لديه نظام كوكبي مثل شمسنا ، وما إذا كانت الحياة موجودة أيضًا أم لا. لسوء الحظ ، فشلت الجهود الأخيرة لتحديد موقع الكواكب التي تعمل بالطاقة الشمسية في هذا النظام النجمي ، حيث أظهرت عمليات الكشف المحتملة لاحقًا أنها ناتجة عن التحف في البيانات.
استجابة لهذه الجهود الفاشلة ، يتم تطوير العديد من المشاريع الطموحة للعثور على كواكب خارج المجموعة الشمسية حول Alpha Centauri. وتشمل هذه التلسكوبات الفضائية التصوير المباشر مثل Project Blue والبعثة بين النجوم المعروفة باسم Breakthrough Starshot. ولكن وفقًا لدراسة جديدة قادها باحثون من جامعة ييل ، يمكن استخدام البيانات الموجودة لتحديد احتمالية الكواكب في هذا النظام (وحتى أي نوع).
ظهرت الدراسة التي عرضت نتائجهم مؤخرًا في المجلة الفلكيةتحت عنوان "اكتشاف الكوكب في نظام Alpha Centauri". قاد الدراسة ليلي جاو ، وهي خريجة من جامعة ييل وزميلة في مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) ، وشارك في تأليفها ديبورا فيشر وجون بروير ومات جيجوير من جامعة ييل وباربارا روخاس أيالا من جامعة أندريس بيلو في تشيلي.
من أجل دراستهم ، درست تشاو وفريقها لماذا فشلت حتى الآن جهود تحديد الكواكب في أقرب نظام نجمي لنظامنا الخاص. هذا أمر مثير للدهشة عندما ينظر المرء كيف ، من الناحية الإحصائية ، من المحتمل جدًا أن يكون لنظام Alpha Centauri نظامًا إذا كان خاصًا به. كما أشار البروفيسور فيشر في بيان صحفي صدر مؤخراً عن ييل نيوز:
"لقد أخبرنا الكون بأن الأنواع الأكثر شيوعًا من الكواكب هي الكواكب الصغيرة ، وتبين دراستنا أن هذه هي بالضبط تلك التي من المرجح أن تدور حول Alpha Centauri A و B ... لأن Alpha Centauri قريب جدًا ، إنها محطتنا الأولى خارج نظامنا الشمسي. يكاد يكون من المؤكد وجود كواكب صخرية صغيرة حول ألفا سنتوري A و B. "
بالإضافة إلى كونها أستاذة في علم الفلك في جامعة ييل ، فإن ديبورا فيشر هي أيضًا واحدة من قادة مجموعة ييل للكواكب الخارجية. بصفتها خبيرة في مجالها ، كرست فيشر عقودًا من حياتها للبحث عن الكواكب الخارجية والبحث عن نظائرها الأرضية خارج نظامنا الشمسي. بتمويل جزئي قدمته وكالة ناسا ومؤسسة العلوم الوطنية ، اعتمد الفريق على البيانات الموجودة التي تم جمعها من قبل بعض أحدث أدوات صيد الكواكب الخارجية.
وشمل ذلك CHIRON ، وهو مطياف مثبت على نظام تلسكوب أبحاث الفتحات الصغيرة والمتوسطة (SMARTS) في مرصد سيرو تيلولو الأمريكي (CTIO) في شيلي. تم إنشاء هذه الأداة من قبل فريق Fischer ، وتم دمج البيانات التي قدمتها مع أداة البحث عن الكواكب عالية السرعة ذات السرعة الشعاعية (HARPS) وأجهزة الأشعة فوق البنفسجية البصرية المرئية (UVES) على تلسكوب ESO's Large Large Telescope (VLT).
باستخدام عشر سنوات من البيانات التي تم جمعها بواسطة هذه الأدوات ، قامت Zhao وزملاؤها بإعداد نظام شبكة لنظام Alpha Centauri. بدلاً من البحث عن علامات الكواكب الموجودة بالفعل ، استخدموا البيانات لاستبعاد أنواع الكواكب التي لا يمكن أن توجد هناك. كما قال تشاو لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"كانت هذه الدراسة خاصة من حيث أنها استخدمت البيانات الحالية لنظام Alpha Centauri ليس للعثور على الكواكب ، ولكن لتمييز الكواكب التي لا يمكن أن توجد. من خلال القيام بذلك ، قامت بإرجاع المزيد من المعلومات حول النظام ككل وتوفر إرشادات للملاحظات المستقبلية لهذا النظام الفريد من نوعه.
بالإضافة إلى ذلك ، قام الفريق بتحليل التركيب الكيميائي للنجوم في نظام Alpha Centauri لمعرفة المزيد عن أنواع المواد التي ستكون متاحة لتشكيل الكواكب. بناءً على القيم المختلفة التي تم الحصول عليها من خلال حملات المراقبة التي أجرتها تلسكوبات مختلفة على نجوم ألفا سنتوري الثلاثة (ألفا وبيتا وبروكسيما) ، تمكنوا من وضع قيود على أنواع الكواكب التي يمكن أن توجد هناك.
"وجدنا أن البيانات الحالية تستبعد الكواكب في المنطقة الصالحة للسكن فوق 53 كتلة أرضية لألفا سنتوري A ، و 8.4 كتلة أرضية لألفا سنتوري B ، و 0.47 كتلة أرضية لبروكسيما سنتوري" ، قال تشاو. "أما بالنسبة للتركيبات الكيميائية ، فقد وجدنا أن نسب الكربون / الأكسجين والمغنيسيوم / السليكون لألفا سنتوري A و B متشابهة إلى حد كبير مع نسب الشمس."
بشكل أساسي ، استبعدت نتائج دراستهم بشكل فعال إمكانية وجود أي عمالقة غاز بحجم المشتري في نظام Alpha Centauri. بالنسبة لـ Alpha Centauri A ، وجدوا أيضًا أن الكواكب التي كانت أقل من 50 كتلة أرضية يمكن أن توجد ، في حين أن Alpha Centauri B قد تحتوي على كواكب أصغر من 8 كتل أرضية. بالنسبة لـ Proxima Centauri ، التي نعرف أنها تحتوي على كوكب واحد على الأقل يشبه الأرض ، فقد توصلوا إلى أنه قد يكون هناك أكثر من أقل من نصف كتلة الأرض.
بالإضافة إلى توفير الأمل لصائدي الكواكب الخارجية ، تحمل هذه الدراسة معها بعض الآثار المثيرة للاهتمام إلى حد ما على قابلية السكن على كوكب الأرض. في الأساس ، فإن وجود الكواكب الصخرية في النظام أمر مشجع. ولكن مع عدم وجود عمالقة غازية ، فقد يكون المكون الرئيسي في ضمان بقاء الكواكب صالحًا للسكن.
قال تشاو: "لا يمكن أن يكون هناك سوى كواكب أرضية صالحة للسكن حول أقرب جيراننا النجمين ، ولكن لا توجد أيضًا أي عمالقة غازية يمكن أن تعرض بقاء هذه الكواكب الصخرية التي يمكن أن تكون صالحة للسكن للخطر". "علاوة على ذلك ، إذا كانت هذه الكواكب موجودة بالفعل ، فمن المرجح أن يكون لها تراكيب مماثلة لأرضنا الخاصة نظرًا للتشابه في Alpha Cen A / B وشمسنا المحبوبة".
في الوقت الحاضر ، لا توجد أدوات قادرة على تأكيد وجود أي كواكب خارجية في Alpha Centauri. ولكن كما أشارت تشاو ، تشعر هي وزملاؤها في الفريق بالتفاؤل بأن الاستطلاعات المستقبلية سيكون لديها الحساسية اللازمة للقيام بذلك:
"لقد شهد شهره نفسه التكليف بالعديد من أدوات الجيل التالي التي تعد بالدقة اللازمة لاكتشاف هذه الكواكب المحتملة في المستقبل القريب ، وقد أظهر هذا التحليل أنه من المؤكد أنه يستحق الاستمرار في البحث!"
وتشمل هذه جهاز Echelle Spectrograph الذي تم بناؤه من قبل ESO لرصد كوكب خارج المجموعة الشمسية والملاحظات الطيفية المستقرة (ESPRESSO) - والذي تم تثبيته مؤخرًا في مرصد Paranal - وجهاز مطياف PREcision (EXPRES) الذي تم بناؤه في جامعة Yale. هذا الصك الأخير يقوم حاليًا بمراقبة تشغيل في مرصد لويل في أريزونا ، والذي يشارك فيه تشاو.
قال تشاو: "تعد هذه الأدوات بدقة تصل إلى 10-30 سم / ثانية ويجب أن تكون قادرة على اكتشاف العديد من الكواكب الأصغر والأبعد - مثل الكواكب الصالحة للسكن حول نجوم Centauri". "مجال رؤية هذين الجهازين مختلفان قليلاً (ESPRESSO لها نصف الكرة الجنوبي ، حيث يوجد Alpha Centauri ، بينما يغطي EXPRES نصف الكرة الشمالي ، على سبيل المثال حيث توجد Kepler والعديد من حقول K2)."
مع وجود أدوات جديدة تحت تصرفهم ، وطرق مثل تلك التي وضعتها زهاو وفريقها ، من المؤكد أن يصبح أقرب نظام نجمي إلى الأرض كنزًا حقيقيًا لعلماء الفلك والصيادين من الكواكب الخارجية في السنوات القادمة. وأي شيء نجده هناك سيصبح بالتأكيد أهدافًا للدراسات المباشرة من قبل مجموعات مثل Project Blue و Breakthrough Starshot. إذا كانت ET تقيم بالجوار ، فنحن على يقين من أن نسمع عنها قريبًا!
