يؤكد علماء الفلك لأول مرة الكتلة والمسافة الدقيقة للكوكب المتجول في درب التبانة

أعلن علماء فلك عالميون تأكيد وجود كوكب مارق في مجرة ​​درب التبانة، مع قياسات دقيقة لكتلته ومسافته. تبلغ كتلة الجسم حوالي 70 مرة كتلة الأرض، وهي قيمة قريبة من قيمة كوكب زحل في نظامنا الشمسي. حدث هذا الاكتشاف من خلال عمليات المراقبة المتزامنة التي تم إجراؤها في مايو 2024.

ويمثل هذا الاكتشاف تقدما كبيرا في علم الفلك، إذ يسمح بتمييز الجسم بوضوح ككوكب وليس كقزم بني. ويقع الكوكب على بعد حوالي 9,950 سنة ضوئية من الأرض، باتجاه الانتفاخ المركزي للمجرة.

• تم منح الحدث التسميات KMT-2024-BLG-0792 وOGLE-2024-BLG-0516.
• وشملت عمليات الرصد شبكات من التلسكوبات الأرضية وبيانات من القمر الصناعي غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية.
• تم النشر في مجلة Science في 1 يناير 2026.

قام الباحثون بدمج البيانات من مصادر متعددة لتثليث موقع الجسم في الفضاء.

خصائص الكوكب المكتشف

تبلغ كتلة الكوكب المتجول حوالي 0.22 مرة كتلة كوكب المشتري، مما يضعه في نطاق الكواكب الغازية العملاقة مثل زحل. هذا القياس الدقيق مستمد من تحليل التشوه الزمني للضوء الصادر من نجم الخلفية أثناء حدث التعديس الميكروي.

المسافة المقدرة بحوالي 9950 سنة ضوئية تضع الجسم في القرص المجري الكثيف، بالقرب من مركز درب التبانة. وهذا الموقع يجعل الكشف أكثر صعوبة بسبب التركيز العالي للنجوم في المنطقة.

ويبرز العلماء أن حجم الكوكب يماثل حجم كوكب زحل، حيث يقدر قطره بقيم مماثلة لتلك المعروفة لهذا الكوكب في النظام الشمسي. يشير غياب النجم المضيف إلى أن الجسم لا يتلقى حرارة كبيرة، مما يحافظ على درجات حرارة منخفضة للغاية.

طريقة الكشف عن عدسة الجاذبية الدقيقة

يحدث التعديس الميكروي الجاذبية عندما تؤدي جاذبية الجسم الأمامي إلى تضخيم سطوع نجم بعيد محاذٍ خلفه مؤقتًا. وتتيح هذه الظاهرة اكتشاف الأجسام التي لا ينبعث منها ضوء خاص بها، مثل الكواكب الجوالة.

في هذه الحالة تحديدًا، مر الكوكب أمام نجم في الخلفية، مما تسبب في تشويه ملحوظ في منحنى الضوء. سجلت التلسكوبات الأرضية من شبكتي KMTNet وOGLE الحدث الرئيسي في مايو 2024.

أدى الجمع بين البيانات الواردة من القمر الصناعي Gaia إلى توفير تأثير اختلاف المنظر للعدسة الدقيقة، وهو أمر ضروري لفصل الكتلة عن المسافة. سمح هذا التكوين النادر بإجراء حسابات مستقلة للمعلمتين.

استمر الحدث بضعة أيام، مع تسجيل ذروة التضخيم في وقت واحد من نقاط مراقبة مختلفة.

عمليات الرصد الأرضية والفضائية المتزامنة

تقوم الشبكات الأرضية، مثل شبكة تلسكوب التعديس الميكروي الكورية (KMTNet) وتجربة عدسة الجاذبية البصرية (OGLE)، بمراقبة انتفاخ المجرة بشكل مستمر بحثًا عن أحداث التعديس الميكروي. تعمل هذه الأنظمة على تشغيل التلسكوبات في قارات متعددة من أجل التغطية المستمرة.

على الرغم من أن القمر الصناعي غايا مصمم في المقام الأول لأغراض القياس الفلكي، فقد التقط بيانات ضوئية من نفس الحدث عن طريق مصادفة المحاذاة. ولّد الانفصال المداري بين الأرض وغايا فارقًا زمنيًا قدره حوالي ساعتين في مراقبة الذروة.

كان هذا الاختلاف الزمني بمثابة الأساس لحساب اختلاف المنظر، وكسر انحطاط الكتلة والمسافة الشائع في الاكتشافات الفردية. قام الباحثون بقيادة سوبو دونغ من جامعة بكين بدمج جميع مجموعات البيانات المتاحة.

وشمل التعاون مؤسسات من كوريا الجنوبية وبولندا والصين ووكالة الفضاء الأوروبية.

الأصول المحتملة للكواكب المتجولة

يمكن أن تنشأ الكواكب المتجولة من تفاعلات ديناميكية في أنظمة كوكبية شابة، حيث تقوم الجاذبية من الأجسام الأخرى أو النجوم القريبة بإخراج العوالم إلى الفضاء بين النجوم. تشرح هذه الآلية غالبية الحالات ذات الكتلة المنخفضة المكتشفة.

الاحتمال الآخر ينطوي على التكوين المباشر في سحب الغاز المعزولة، على غرار العملية النجمية ولكن بكتلة غير كافية للاندماج النووي. تميل الأجسام الأكبر حجمًا إلى اتباع هذا المسار.

تشير النماذج المحاكاة إلى أن الأنظمة المتعددة الكواكب غير المستقرة غالبًا ما تفقد عضوًا أو أكثر خلال المراحل الأولى من التطور. ويساهم أيضًا مرور النجوم المجاورة إلى العناقيد الكثيفة في عمليات القذف.

Leia Tambem

اختبار البطارية الجديد يضع هاتف Galaxy S26 Ultra في المقدمة على iPhone 17 Pro Max في التصنيف العالمي

تكشف الأبحاث أن الآباء لا يدركون كيفية استخدام أطفالهم للذكاء الاصطناعي

خصم كبير على هاتف Galaxy S25 Plus يخفض قيمته إلى أقل من 4500 ريال في المتجر الإلكتروني

تشير الدراسات الإحصائية إلى أن الكواكب متوسطة الكتلة، مثل الكوكب المكتشف، ربما تنشأ من أقراص كوكبية أولية.

الوفرة المقدرة في درب التبانة

وقد حددت الأبحاث السابقة حوالي اثني عشر كوكبًا مارقًا مرشحًا عن طريق التعديس الميكروي، ولكن دون تأكيد جماعي دقيق. ويسد الاكتشاف الجديد فجوة تعرف باسم صحراء أينشتاين، حيث كانت الأجسام ذات الكتلة الزحلية نادرة.

وتشير التقديرات النظرية إلى أن عدد الكواكب الجوالة قد يفوق عدد النجوم في المجرة. تتنبأ بعض النماذج بما يصل إلى مليارات من هذه الكائنات التي تتجول بحرية.

يشير التوزيع الشامل الذي لوحظ في أحداث التعديس الميكروي إلى وجود مجموعة مهيمنة من كتلة الأرض على عوالم جوفيان. التأكيد الحالي يعزز وجهة النظر هذه بالنسبة للمدى المتوسط.

يجب أن تعمل الملاحظات المستقبلية على تحسين هذه التقديرات باستخدام عينات أكبر.

التقدم مع التلسكوبات من الجيل التالي

سيقوم تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي التابع لناسا، المقرر إطلاقه في عام 2027، بإجراء عمليات مسح واسعة النطاق بالأشعة تحت الحمراء للكشف عن المئات من أحداث التعديس الميكروي. ستسمح لها قدرتها الفائقة بتمييز المزيد من الكواكب المتجولة.

كما سيعطي مشروع Earth 2.0 الصيني، المخطط له في عام 2028، الأولوية للبحث عن عوالم حرة عبر طرق مماثلة. وستعمل هذه الأدوات بحساسية أكبر من سابقاتها.

وستعمل التلسكوبات الأرضية من الجيل الجديد، مثل تلسكوب ماجلان العملاق، على استكمال عمليات الرصد الفضائية. ستعمل شبكات المراقبة الموسعة على زيادة معدل اكتشاف الأحداث النادرة.

سيصبح الجمع بين اختلاف المنظر المكاني والبيانات الأرضية أمرًا روتينيًا في هذه المهام.

التفاصيل الفنية للحدث المرصود

قدم الحدث KMT-2024-BLG-0792 منحنى ضوئي مميز للعدسة الواحدة مع أقصى تضخيم مسجل في مرشحات متعددة. تضمنت النمذجة تأثيرات اختلاف المنظر النهاري والأرضي لمزيد من الدقة.

وتستبعد الكتلة المحسوبة التصنيفات البديلة، مثل الأقزام البنية، والتي تتطلب قيمًا أعلى. المسافة المشتقة تضع الجسم جيدًا داخل القرص المجري.

ساعدت البيانات الطيفية التكميلية في تحديد نجم الخلفية. أدت المحاذاة المتعامدة تقريبًا مع حركة جايا إلى زيادة إشارة اختلاف المنظر إلى الحد الأقصى.

مقارنة مع الاكتشافات السابقة

كان لدى المرشحين السابقين للكواكب المتجولة غموض بسبب عدم وجود اختلاف المنظر القابل للقياس. بقي الكثير منها في نطاق القزم البني بسبب عدم اليقين الشامل.

يشكل الاكتشاف الحالي سابقة للتأكيدات النهائية. يوضح جدوى الأساليب الهجينة بين الأرض والفضاء.

وتنتظر الأحداث الأخرى التي تراقبها شبكات مماثلة تحليلا مماثلا. العينة المتراكمة تنمو تدريجيا.

يبرز الكوكب المكتشف لأنه يملأ نطاقًا ناقصًا من الكتلة سابقًا.