ما هي أهمية اكتشاف وكالة ناسا لنظام النجوم TRAPPIST-1

بالأمس ، في Geektimes ، تم نشر أخبار عن اكتشاف ناسا الجديد: نظام نجمي يحتوي على عدة كواكب تشبه الأرض. وهي ليست بعيدة عنا: 40 سنة ضوئية فقط. لا تزال تقنيات رحلات الفضاء الحالية لا تسمح لأي شخص بالوصول إلى جسم يقع على مسافة بعيدة من الأرض. لكن دراسة هذا النظام النجمى مع ذلك أسهل من معظم الأنظمة النجمية الأخرى التى اكتشفها العلماء مع الكواكب الخارجية ، ويقع معظمها في مئات ، إن لم يكن الآلاف ، من السنوات الضوئية من نظامنا الشمسي.

في المجموع ، يوجد سبعة كواكب في هذا النظام النجمي ، ثلاثة منها تقع في المنطقة حيث يمكن وجود الماء في شكل سائل. بقية الكواكب TRAPPIST-1 بعيدة جدًا أو قريبة جدًا من نجمها. تبعا لذلك ، فهي إما تمثل عوالم باردة مغطاة بالجليد ، أو أن هذه الكواكب ساخنة للغاية لوجود الماء في شكل سائل. الآن ظهرت المزيد من البيانات حول نظام TRAPPIST-1 ، حتى نتمكن بالفعل من فهم أفضل لما نواجهه.

لذا ، لم يعرف العلماء بالأمس أن القزم الأحمر البارد الباهت برقم الكتالوج 2MASS J23062928-0502285 له نظام كوكبي. أصبح هذا معروفًا في مايو 2016 بفضل فريق مشترك من علماء الفلك من بلجيكا والولايات المتحدة. تم الاكتشاف باستخدام تلسكوب TRAPPIST الروبوتي الذي يبلغ طوله 0.6 متر (TRAnsiting Planets and PlanetesImals Small Telescope) الموجود في مرصد ESO La Silla في تشيلي. تم اكتشاف ثلاثة من الكواكب السبعة بطريقة العبور ، أي تم اكتشافها عندما مرت الكواكب عبر قرص النجم. من عمق الكسوف ، يمكنك تحديد حجم الكوكب الذي يمر عبر القرص ، والذي تم.


ربما هذا هو بالضبط ما يبدو عليه سطح الكوكب TRAPPIST-1f. المصدر: وكالة ناسا

كوكب	الكتلة ( م )	نصف القطر ( R )	فترة التداول (أيام)	المحور شبه الرئيسي المدارات (au)	اللامركزية المدارات	التشمس ( أنا ⊕ )
ب	0.85 ± 0.72	1،086 ± 0،035	1.51087081 ± 0.00000060	0.01111 ± 0.00034	0.081
ج	1.38 ± 0.61	1،056 ± 0،035	2،4218233 ± 0،0000017	0.01521 ± 0.00047	<0،083
د	0.41 ± 0.27	0.772 ± 0.030	4.049610 ± 0.000063	0.02144 ± 0.00065	<0،070
ه	0.62 ± 0.58	0.918 ± 0.039	6.099615 ± 0.000011	0.02817 ± 0.00085	<0،085
و	0.68 ± 0.18	1،045 ± 0،038	9.206690 ± 0.000015	0.0371 ± 0.0011	<0.063
ز	1.34 ± 0.88	1.127 ± 0.041	12.35294 ± 0.00012	0.0451 ± 0.0014	<0،061
ح	-	0.755 ± 0.034	~ 20	~ 0،063

تفاصيل اكتشاف الكواكب في نظام TRAPPIST-1

في عام 2016 ، لاحظ العلماء الذين اكتشفوا هذا النجم العديد من التعتيم على القرص. تم تفسير هذه الظواهر الدورية من خلال المرور عبر قرص الكواكب ، والذي يقع في هذه اللحظة بين نجمهم ومراقب من الأرض. بعد أن تحدث علماء الفلك عما رأوه ، حصلوا على الحق في استخدام وقت تلسكوب ناسا سبيتزر طوال النصف الثاني من عام 2016. قرر العلماء المراقبة المستمرة للنظام المفتوح لمدة 20 يومًا. سمح سبيتزر والتلسكوبات الأرضية الأخرى للمتخصصين بدراسة 34 حالة من التعتيم على قرص النجم - وهو أكثر مما قام الفلكيون بحسابه في الأصل.



بعد تحليل دقيق ، استنتج أن القزم الأحمر TRAPPIST-1 كان لديه على الفور سبعة كواكب تشبه الأرض ، وهو في الوقت الحالي رقم قياسي. لم ير العلماء حتى الآن أنظمة نجميّة أخرى بها الكثير من الكواكب الأرضية. يتم تعيين الكواكب TRAPPIST 1 b و c و d و e و f و g و h. ساعدت الدراسة الإضافية لحظات الكواكب الخارجية التي تمر عبر قرص النجم على تحديد أحجام وخصائص المدارات وكتل الكواكب في هذا النظام. أيضا ، تلقى العلماء معلومات حول تأثير الجاذبية للكواكب على بعضها البعض.

ماذا تعلمت عن النجم الراب وكواكبه

النجم TRAPPIST-1 هو قزم أحمر. تبلغ كتلته 8 ٪ فقط من كتلة النجم لدينا ، بحيث يكون أكبر قليلاً من المشتري. بالمناسبة ، الأقزام الحمراء شائعة جدًا في مجرتنا ، وتشكل 15 ٪ من إجمالي عدد النجوم في درب التبانة. الكواكب النجمية "معبأة" بإحكام شديد. يدور كوكب نظام TRAPPIST 1 - h ، الأبعد عن نجمه ، على مسافة 0.06 AE ، الأقرب - على مسافة 0.01 AE. تتوزع كواكب النظام الشمسي بشكل متساوٍ وبعيدًا عن الشمس. على سبيل المثال ، يقع عطارد على مسافة 0.39 AE ، وهذا هو الكوكب الأقرب إلى النجم في نظامنا. بالطبع ، لا يمكن مقارنة TRAPPIST 1 بالنظام الشمسي ، لكن هذه الحقيقة جديرة بالملاحظة.

ربما تكونت الكواكب قبل حوالي 500 مليون سنة مع نجمها. تتحرك جميع الكواكب السبعة في مدارات دائرية في اتجاه واحد.

حجم الكواكب b ، c ، e ، f ، g يضاهي حجم الأرض . الكواكب د ، ح مماثلة في خصائص المريخ. جميع الكواكب السبعة حجرية ، ولا يوجد عمالقة غاز في هذا النظام.

بناءً على مقدار الطاقة التي تتلقاها هذه الكواكب من نجومها ، يمكن افتراض أن السائل يمكن أن يتواجد على سطح ثلاثة منها (e ، f ، g).

هناك نقطة مهمة أخرى. النجم TRAPPIST 1 ينبعث من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية مثل الشمس. علاوة على ذلك ، كما نتذكر ، فإن الكواكب في هذا النظام أقرب كثيرًا إلى نجمها من كواكب النظام الشمسي. وهذا يعني أنهم يتلقون باستمرار جرعة كبيرة من هذه الأنواع من الإشعاع. يقترح العلماء أن جميع الكواكب السبعة تتحول باستمرار إلى نجومها على جانب واحد ، مما يقلل من احتمال الحياة.

ما الذي لا يزال مجهولا؟

بشكل عام ، لا يزال هناك الكثير الذي يمكن تعلمه حول هذا النظام. الآن ، لسوء الحظ ، لا يمكن للعلماء سوى افتراض أشياء كثيرة. لا أحد يعرف ما إذا كان هناك ماء سائل (أنهار ، بحار ، محيطات) على سطح كوكب واحد أو أكثر في نظام TRAPPIST 1. قد لا يكون. على سبيل المثال ، يقع كوكب الزهرة والمريخ على مسافة بعيدة من الشمس ، عندما يكون هناك احتمال لوجود الماء السائل على السطح. ولكن ، كما نعلم ، لا يوجد على سطح المريخ ، ولا سيما في الزهرة ، لا توجد خزانات بالماء السائل.

علاوة على ذلك ، من غير المعروف ما إذا كانت هناك حياة هناك. يمكن افتراض وجودها ، لكنها ليست ضرورية على الإطلاق. لسوء الحظ ، لم يكتشف الإنسان بعد الحياة على الكواكب الأخرى حتى في حدود نظامه الشمسي ، ناهيك عن الكواكب الخارجية.

لماذا هذا مهم؟

بعد أن أعلنت وكالة ناسا عن عقد مؤتمر صحفي استثنائي ، ظهرت الكثير من الشائعات على الشبكة ، بما في ذلك اقتراحات لإيجاد حياة على أحد الكواكب الخارجية أو الكواكب في النظام الشمسي. بعد أن أخبر المتخصصون في الوكالة "فقط" أن هناك سبعة كواكب تشبه الأرض بالقرب منا ، أصيب العديد من الأشخاص ، الذين كانوا يتابعون الأخبار من وكالة ناسا ، بخيبة أمل.

في الواقع ، هذا الاكتشاف مهم للغاية. والحقيقة هي أن نظام TRAPPIST 1 مثالي لدراسة أصل وتطور الكواكب الشبيهة بالأرض. سوف تساعد مراقبة هذه الكواكب الخارجية على معرفة سبب تطور الأرض والمريخ والزهرة في ظروف متساوية ، ثم بدأت تختلف اختلافًا حادًا عن بعضها البعض.

يقول أحد المشاركين في الدراسة: "هذا هو حجر رشيد ، حيث توجد معلومات بسبع لغات مختلفة في وقت واحد - هذه سبعة كواكب مختلفة يمكنها أن تعطينا معلومات مثيرة للاهتمام فيما يتعلق بتكوين مثل هذه الأشياء".

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تؤدي دراسة عوالم مثل عالمنا إلى اكتشاف حياة خارج كوكب الأرض. نعم ، حتى حدث ذلك ، ولكن كل شيء ممكن في المستقبل. إذا كان الشخص لا يزال يجد الحياة على الكواكب الأخرى ، فسيؤدي ذلك إلى توسيع الصورة الحالية للعالم بشكل كبير.

يعرض أحد موظفي وكالة ناسا ، روبرت فروست ، مقارنة أهمية الاكتشاف المحتمل للحياة خارج الأرض مع إطلاق قبيلة عاشت في مكان ما في عزلة في الكهوف لآلاف السنين في أراض أخرى. هنا ، ترى هذه القبيلة الطائر لأول مرة وتدرك أن أشكال الحياة يمكن أن تكون مختلفة تمامًا عما شاهدوه حتى الآن. ثم ترى القبيلة الأسماك ، مدركة أن هناك حياة تعيش في الماء. كل هذا يمكن أن يغير النظرة العالمية والنظرية للعشيرة ، مما يؤدي إلى تغييرات جذرية في تطورها.

ويمكن قول الشيء نفسه عن حضارتنا الحديثة. نحن نعرف فقط عن الحياة ، وأساسها الكربون. أشكال هذه الحياة هي مجرد عدد كبير ، ولكن الكربون ، إذا جاز التعبير ، هو أساس كل شيء. على الكواكب الأخرى ، يسعى الشخص ، أولاً وقبل كل شيء ، إلى حياة الكربون ومظاهر النشاط الحيوي للكائنات الحية الكربونية.

تسمح لنا الاكتشافات الحديثة للعلماء بالقول إن الأرض ليست كوكبًا فريدًا على الإطلاق. هناك كواكب أخرى تشبهها كثيرًا. على سطحها يمكن أن يكون هناك بحر أو محيطات دافئة ، وهناك كربون هناك ، مما يعني أن حياة الكربون يمكن أن توجد. ما إذا كان هذا صحيحا أم لا يبقى أن نرى. لكن الاحتمال ليس صفرًا على الإطلاق.

دراسة الأنظمة النجمية الأخرى ، اكتشاف الكواكب الخارجية يمنح العلماء فرصة أخرى مهمة - تحسين صيغة دريك .

حيث:

• - عدد الحضارات الذكية الجاهزة للاتصال ؛
• - عدد النجوم المتكونة سنويًا في مجرتنا ؛
• - نسبة النجوم التي لها كواكب ؛
• - متوسط ​​عدد الكواكب (والأقمار الصناعية) ذات الظروف المناسبة لظهور الحضارة ؛
• - احتمال أصل الحياة على كوكب بظروف مناسبة ؛
• - احتمال أشكال الحياة الذكية على الكوكب الذي توجد عليه الحياة ؛
• - نسبة عدد الكواكب التي يستطيع سكانها الأذكياء الاتصال بها والبحث عنها ، إلى عدد الكواكب التي توجد بها حياة ذكية ؛
• - عمر هذه الحضارة (أي الوقت الذي توجد فيه الحضارة ، قادر على الاتصال ويرغب في الاتصال).

كلما زاد عدد الأنظمة والكواكب الأخرى في هذه الأنظمة التي يفتحها الشخص ، كلما كانت الحسابات أكثر دقة وفقًا للصيغة. والأعلى يمكن أن يكون ثقة الشخص أننا لسنا وحدنا في الكون ، في مكان ما توجد كواكب أخرى يسكنها كائنات حية. ما نوع الكائنات الحية التي يمكن أن تكون - لا نعرف ، لكن اكتشاف وكالة ناسا لنظام النجوم TRAPPIST-1 سيساعد في معرفة ذلك. قد يكون لهذه الاكتشافات وغيرها تأثير جذري على تطوير فروع العلوم المختلفة ورؤيتنا لأنفسنا في الكون.

يواصل العلماء الآن دراسة الكواكب الخارجية المكتشفة. على وجه الخصوص ، يحاول الخبراء تحديد وجود المكونات الفردية للغلاف الجوي للكواكب. إحدى طرق القيام بذلك هي تحليل طيف الانبعاث بينما يمر الكوكب عبر قرص نجمه. إذا أظهر التحليل الطيفي وجود كمية كبيرة من الماء في الغلاف الجوي ، فسيسمح لنا ذلك بالحديث عن إمكانية وجود البحيرات والأنهار والبحار على سطح هذا الكوكب. الخطوة التالية هي تحديد العناصر والمركبات الكيميائية التي يمكن أن تكون بمثابة دليل غير مباشر على وجود الحياة. يمكن أن يكون ، على سبيل المثال ، الأكسجين. "بدون الحياة على الأرض ، لن يكون لدينا أكسجين على الإطلاق. لذلك ، نحتاج إلى تحديد المواد التي يجب البحث عنها "، يقول أحد المشاركين في الدراسة.

لمساعدة العلماء في العثور على إجابات لهذه الأسئلة ، على وجه الخصوص ، سيساعد تلسكوب جيمس ويب . بعد الإطلاق ، سيكون قادرًا على تتبع عدد كبير من الأنظمة والكواكب النجمية لهذه الأنظمة. لسوء الحظ ، من المخطط إطلاقه في غضون عام واحد فقط. ومن ثم ستتاح لناسا فرصة لتوضيح بعض خصائص TRAPPIST-1 والكواكب التي تدور حول هذا النجم الصغير.