بإستخدام مرصد تشاندرا للأشعة السينية Chandra X-ray التابع لوكالة ناسا الأمريكية، ( ربما ) تم إكتشاف علامات على وجود كوكب ( بعد أن مَرَ أمام نَجمْ Star )، خارج مجرتنا، مجرة درب التبانة Milky Way ، لأول مرة.
هذه النتيجة المثيرة للإهتمام، تفتح نافذة جديدة للبحث عن الكواكب الخارجية على مسافات أكبر من أي وقت مضى، والتي تبعد عنا ملايين السنين الضوئية.
يقع الكوكب المحتمل، في المجرة الحلزونية Messier 51 (M51)، والتي تسمى كذلك Whirlpool Galaxy نظرًا لمظهرها المميز.
تعرف الكواكب الخارجية ( Exoplanets ) : على أنها كواكب خارج نظامنا الشمسي.
بينما تدعى الكواكب داخل نظامنا الشمسي ( Planets ).
حتى الآن، وجد علماء الفلك جميع الكواكب الخارجية المعروفة والكواكب الخارجية المرشحة في مجرة درب التبانة، وكلها تقريبًا تبعد عن الأرض بحوالي ٣,٠٠٠ سنة ضوئية.
سيكون الكوكب خارج مجموعتنا الشمسية في مجرة ( M51 )، على بعد حوالي ( ٢٨ مليون سنة ضوئية )، مما يعني أنه سيكون بعيد عنا بآلاف المرات، عن تلك الموجودة في مجرة درب التبانة.
المجرة الحلزونية Messier 51 (M51)
” نحاول فتح نطاق جديد تمامًا للبحث وإيجاد عوالم أخرى ( كواكب خارجية ) بإستخدام أطوال موجات الأشعة السينية، وهي إستراتيجية تتيح لنا الكشف عن هذه الكواكب في مجرات أخرى “
روزين دي ستيفانو Rosanne Di Stefano- مركز الفيزياء الفلكية – بالتعاون مع جامعة هارڤرد ومرصد Smithsonian
قدمت الدراسة وتم نشرها يوم ٢٥ تشرين أول / أكتوبر ٢٠٢١، في Nature astronomy
عملية الكشف عن الكواكب خارج مجرة درب التبانة تعتمد على طريقة تدعى ( عمليات المرور Transits )، وفي هذه العملية ( يمر الكوكب أمام نجم مضيء، وبذلك يتم حجب جزء من الضوء الواصل للمراصد الأرضية، ومنها مرصد تشاندرا للأشعة السينية ).
مثلا : لوكان لدينا مرصد يقع في كوكب ( بلوتو )، والذي يبعد عن الأرض مسافة ( أقرب مسافة ٤.٢٨ مليون كيلومتر، وأبعد مسافة ٧.٥ مليون كيلومتر )، سوف يشاهد مرور ( Transiting ) الأرض كل ( ٣٦٥ يوم و ٥ ساعات )، أمام الشمس ( نجم ساطع ).
علماء الفلك يستخدمون كل من ( التلسكوبات الأرضية والفضائية – مثل تلك الموجودة في بعثات Kepler و TESS التابعة لوكالة ناسا )- بالبحث عن الإنخفاضات في الضوء البصري المرئي Optical Light والإشعاع الكهرومغناطيسي Electromagnetic Radiation، بهذه الطريقة يتم إكتشاف الكواكب الأخرى.
لكن، أستخدمت الباحثة ( روزين دي ستيفانو وزملاؤها )، الإنخفاضات في سطوع الأشعة السينية الواردة من هذا الثنائي.
تحتوي هذه الأنظمة المضيئة، عادةً، على نجم نيوتروني أو ثقب أسود يسحب الغاز من نجم مصاحب يدور بالقرب منه.
تصبح المادة القريبة من النجم النيوتروني أو الثقب الأسود شديدة السخونة وتتوهج في كاشف الأشعة السينية.
نظرًا لأن المنطقة التي تنتج الأشعة السينية الساطعة صغيرة، فإن الكوكب الذي يمر أمامها ( Transiting )، يمكن أن يحجب معظم الأشعة السينية أو كلها، مما يسهل تحديده، لأن الأشعة السينية يمكن أن تختفي تمامًا.
قد يسمح هذا بإكتشاف الكواكب الخارجية على مسافات أكبر بكثير من الدراسات التي تعتمد على رصد العبور من خلال حجب الضوء المرئي Optical، الحالية، هذه الطريقة سوف تكون قادرة على إكتشاف الإنخفاض الطفيف في الضوء، لأن الكوكب يحجب جزءًا صغيرًا فقط من النجم.
أستخدم الفريق هذه الطريقة لإكتشاف الكواكب الخارجية المرشحة في نظام ثنائي ( مكون من أثنين ) يسمى M51-ULS-1، يقع في المجرة الحلزونية M51.
يحتوي هذا النظام الثنائي، على ثقب أسود أو نجم نيوتروني يدور حول نجم مصاحب له، كتلته حوالي ( ٢٠ ضعف كتلة الشمس ).
أستغرق الكشف عن الأشعة السينية بإستخدام بيانات مرصد تشاندرا للأشعة السينية Chandra، حوالي ثلاث ساعات، أنخفض خلالها إنبعاث الأشعة السينية إلى الصفر.
بناءً على هذه المعلومات وغيرها، يقدر الباحثون أن الكوكب الخارجي المرشح في المجرة الحلزونية M51-ULS-1 سيكون بحجم كوكب زحل تقريبًا، ويدور حول النجم النيوتروني أو الثقب الأسود على مسافة ضعف المسافة من الشمس تقريبًا.
في حين أن هذه دراسة مُحيرة، ستكون هنالك حاجة لمزيد من البيانات للتحقق من التفسير، على أنه كوكب خارج المجموعة الشمسية.
يتمثل أحد التحديات في أن المدار ( Orbit – الأرض تكمل دورتها حول الشمس بـ ٣٦٥ يوم و٥ ساعات ) الكبير لهذا ( الكوكب )، يعني أنه لن يعبر أمام هذا ( النجم الساطع ) مرة أخرى، لمدة ( ٧٠ عامًا تقريبًا )، مما يحبط أي محاولات لرصده وتأكيده، لعقود من الزمن.
قالت المؤلفة المشاركة في البحث، نيا إمارا Nia Imara ، من جامعة كاليفورنيا في سانتا كروز
” لسوء الحظ، لكي نؤكد أننا نرى كوكبًا، فمن المحتمل أن ننتظر عقودًا لنرى عبورًا آخر ( Transiting )، وبسبب عدم اليقين بشأن المدة التي يستغرقها الدوران في المدار، لن نعرف بالضبط متى يتم رصده مرة أخرى “
هل يمكن أن يكون الإنخفاض في الإضاءة، ناتجاً عن سحابة من ( الغاز والغبار ) تمر أمام مصدر الأشعة السينية ؟
يعتبر الباحثون أن هذا تفسير غير مرجح، لأن الخصائص التي تمت ملاحظتها ( للكوكب ) M51-ULS-1 لا تتوافق مع مرور مثل هذه السحابة.
مع ذلك، فإن نموذج الكوكب المرشح يتوافق مع البيانات.
قالت المؤلفة المشاركة جوليا بيرندسون Julia Berndtsson من جامعة برينستون بولاية نيوجيرسي
” نعلم أننا نُقدم إدعاءًا مثيرًا وجريئًا، لذا نتوقع أن ينظر إليه علماء فلك آخرون بعناية شديدة، نعتقد أن لدينا حجة قوية، وهذه هي طريقة العِلمْ “
إذا كان هنالك كوكب موجود في هذا النظام، فمن المحتمل أن يكون له تإريخ مضطرب وماضٍ شديد التعقيد.
كان على كوكبٍ خارج المجموعة الشمسية في ذلك النظام أن ينجو من إنفجار عظيم، نتج عنه نجم نيوتروني أو ثقب أسود.
قد يكون المستقبل لهذا الكوكب خطيراً.
في مرحلة ما، يمكن أن ينفجر النجم المرافق له ( لهذا الكوكب )، بشكل كبير جداً، ويعرض هذا ( الكوكب )، مرة أخرى لمستويات عالية جدًا من الإشعاع.
بحثت روزين دي ستيفانو وزملاؤها عن الأشعة السينية في ثلاث مجرات خارج مجرة درب التبانة، بإستخدام كل من ( مرصد تشاندرا Chandra و مرصد XMM-Newton للأشعة السينية، التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ).
غطى بحثهم:-
( ٥٥ نظامًا ) في المجرة الحلزونية M51
( ٦٤ نظامًا ) في Messier 101 ( مجرة “Pinwheel” )
( ١١٩ نظامًا ) في Messier 104 ( مجرة “Sombrero” )
النتيجة فقط تم العثور على كوكب خارجي مرشح واحد.
المؤلفون الآخرون لهذه الورقة البحثية في علم الفلك، هم :-
رايان أوركهارت Ryan Urquhart ( جامعة ولاية ميشغان Michigan )
روبرتو سُوريا Roberto Soria (جامعة أكاديمية العلوم الصينية )
وفيناي كاشاب Vinay Kashap
وثيرون كارمايكل Theron Carmichael
يدير مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا مرصد تشاندرا للأشعة السينية.
يتم التحكم بمرصد تشاندرا للأشعة السينية من كامبريدج ماساتشوستس وعمليات الطيران من بيرلينجتون، ماساتشوستس.
