في عرض هذا الفنان ، يدور كوكبان غازيان حول النجم الساطع HD 152843. تم اكتشاف هذه الكواكب من خلال مشروع علم المواطن Planet Hunters TESS ، بالتعاون مع علماء محترفين. الائتمان: ناسا / سكوت ويزنجر
في الليل ، يحب ميغيل البالغ من العمر سبع سنوات التحدث إلى والده سيزار روبيو عن الكواكب والنجوم. يقول روبيو ، الميكانيكي في بومونا ، كاليفورنيا ، الذي يصنع قطعًا لمعدات التعدين وتوليد الطاقة: “أحاول رعاية ذلك”.
الآن ، يمكن للصبي أن يدعي أن والده ساعد في اكتشاف الكواكب أيضًا. سيزار روبيو هو واحد من آلاف المتطوعين المشاركين في صيادو الكواكب تيس، وهو مشروع علمي للمواطنين تموله وكالة ناسا يبحث عن أدلة على الكواكب خارج نظامنا الشمسي أو الكواكب الخارجية. علم المواطن هو وسيلة لأفراد الجمهور للتعاون مع العلماء. انضم أكثر من 29000 شخص حول العالم إلى جهود Planet Hunters TESS لمساعدة العلماء في العثور على الكواكب الخارجية.
يستمتع سيزار روبيو وابنه ميغيل بالحديث عن الفضاء معًا. الائتمان: سيزار روبيو
أعلنت شركة Planet Hunters TESS عن اكتشاف اثنين من الكواكب الخارجية في دراسة نُشرت على الإنترنت في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية، وإدراج روبيو وأكثر من عشرة علماء مواطنين آخرين كمؤلفين مشاركين.
تدور هذه العوالم الغريبة حول نجم يسمى HD 152843 ، يقع على بعد حوالي 352 سنة ضوئية. هذا النجم يماثل كتلة الشمس تقريبًا ، لكنه أكبر بنحو 1.5 مرة وأكثر سطوعًا قليلاً.
الكوكب ب ، بحجم نبتون ، أكبر بحوالي 3.4 مرة من الأرض ، ويكمل مدارًا حول نجمه في حوالي 12 يومًا. الكوكب ج ، الكوكب الخارجي ، أكبر بحوالي 5.8 مرة من الأرض ، مما يجعله “شبه زحل” ، ودورته المدارية في مكان ما بين 19 و 35 يومًا. في نظامنا الشمسي ، سيكون كلا الكواكب في مدار حول عطارد ، وهو حوالي 88 يومًا.
قالت نورا إيسنر ، طالبة دكتوراه في الفيزياء الفلكية بجامعة أكسفورد في المملكة المتحدة وقائدة مؤلف الدراسة.
ترمز TESS إلى Transiting Exoplanet Survey Satellite ، وهي مركبة فضائية تابعة لوكالة ناسا تم إطلاقها في أبريل 2018. استخدم فريق TESS بيانات من المرصد لتحديد أكثر من 100 كوكب خارجي وأكثر من 2600 مرشح في انتظار التأكيد.
بدأت Planet Hunters TESS ، التي تعمل من خلال موقع Zooniverse الإلكتروني ، في ديسمبر 2018 ، بعد وقت قصير من إتاحة بيانات TESS الأولى للجمهور. ينظر المتطوعون إلى الرسوم البيانية التي تظهر سطوع النجوم المختلفة بمرور الوقت. لاحظوا أيًا من هذه المؤامرات يظهر انخفاضًا قصيرًا في سطوع النجم ثم تأرجحًا صعوديًا إلى المستوى الأصلي. يمكن أن يحدث هذا عندما يعبر كوكب ما وجه نجمه ، محجوبًا القليل من الضوء – وهو حدث يسمى “العبور”.
يشترك مشروع Planet Hunters في كل مخطط سطوع يسمى “منحنى الضوء” مع 15 متطوعًا. في خلفية الموقع ، تقوم خوارزمية بجمع كل إرسالات المتطوعين وتختار منحنيات الضوء التي حددها العديد من المتطوعين. ثم ينظر آيزنر وزملاؤه إلى منحنيات الضوء الأعلى مرتبة ويحددون أي منها سيكون جيدًا للمتابعة العلمية.
يدرس ألكسندر هوبرت ليصبح مدرسًا للرياضيات واللاتينية ولكنه يستمتع بمشروعات علوم المواطن في علم الفلك. الائتمان: الكسندر هوبيرت
حتى في عصر تقنيات الحوسبة المعقدة مثل التعلم الآلي ، فإن وجود مجموعة كبيرة من المتطوعين يبحثون في بيانات التلسكوب يعد مساعدة كبيرة للباحثين. نظرًا لأن الباحثين لا يستطيعون تدريب أجهزة الكمبيوتر بشكل مثالي على تحديد بصمات الكواكب المحتملة ، فإن العين البشرية لا تزال ذات قيمة. قال إيسنر: “هذا هو السبب وراء عدم وجود الكثير من المرشحين للكواكب الخارجية ، ولماذا يعتبر علم المواطن أمرًا رائعًا”.
في حالة HD 152843 ، نظر العلماء المواطنون إلى قطعة أرض تُظهر سطوعها خلال شهر واحد من ملاحظات TESS. أظهر منحنى الضوء ثلاث انخفاضات مميزة ، مما يعني أن كوكبًا واحدًا على الأقل يمكن أن يدور حول النجم. قام جميع العلماء المواطنين الخمسة عشر الذين نظروا إلى هذا المنحنى بالإشارة إلى عمليتي عبور على الأقل ، وبعضهم وضع علامة على منحنى الضوء في منتدى مناقشة Planet Hunters TESS عبر الإنترنت.
ثم ألقى العلماء نظرة فاحصة. من خلال مقارنة البيانات بنماذجهم ، قدروا أن عبورَين أتيا من الكوكب الداخلي والآخر جاء من كوكب خارجي ثانٍ.
للتأكد من أن إشارات العبور تأتي من الكواكب وليس من مصدر آخر ، مثل النجوم التي تتفوق على بعضها البعض ، أو الكويكبات المارة ، أو حركات TESS نفسها ، احتاج العلماء إلى النظر إلى النجم بطريقة مختلفة. استخدموا أداة تسمى HARPS-N (الباحث عن الكوكب ذي السرعة الشعاعية عالية الدقة لنصف الكرة الشمالي) في Telescopio Nazionale Galileo في لا بالما ، إسبانيا ، وكذلك EXPRES (مطياف الدقة القصوى) ، وهي أداة في مرصد لويل في فلاغستاف ، أريزونا. يبحث كل من HARPS و EXPRES عن وجود الكواكب من خلال فحص ما إذا كان ضوء النجوم “متذبذبًا” بسبب الكواكب التي تدور حول نجمها. تسمح هذه التقنية ، التي تسمى طريقة السرعة الشعاعية ، للعلماء بتقدير كتلة كوكب بعيد أيضًا.
بينما لم يتمكن العلماء من الحصول على إشارة واضحة بما يكفي لتحديد كتل الكواكب ، فقد حصلوا على بيانات سرعة شعاعية كافية لعمل تقديرات الكتلة – حوالي 12 ضعف كتلة الأرض لكوكب ب وحوالي 28 ضعف كتلة الأرض لكوكب ج. تؤكد قياساتهم صحة الإشارات التي تشير إلى وجود الكواكب ؛ هناك حاجة إلى مزيد من البيانات لتأكيد كتلتها. يواصل العلماء مراقبة نظام الكواكب باستخدام HARPS-N ويأملون في الحصول على مزيد من المعلومات حول الكواكب قريبًا.
كانت إليزابيث بايتن جزءًا من أكثر من اثنتي عشرة دراسة علمية منشورة من خلال مشاريع Zooniverse. الائتمان: إليزابيث بايتن
قد يكون لدى الباحثين قريبًا أدوات عالية التقنية لمعرفة ما إذا كانت هذه الكواكب لها غلاف جوي وما هي الغازات الموجودة فيها. سيتمكن تلسكوب جيمس ويب الفضائي التابع لناسا ، والذي سيتم إطلاقه في وقت لاحق من هذا العام ، من النظر إلى أنواع الجزيئات التي تشكل الغلاف الجوي للكواكب مثل تلك الموجودة في هذا النظام ، وخاصة الكوكب الخارجي الأكبر. تعتبر الكواكب HD 152843 شديدة الحرارة والغازية بحيث لا تدعم الحياة كما نعرفها ، لكنها ذات قيمة للدراسة حيث يتعرف العلماء على مجموعة الكواكب المحتملة في مجرتنا.
قال إيسنر: “نحن نتخذ خطوات صغيرة نحو اتجاه العثور على كوكب يشبه الأرض وندرس غلافه الجوي ، ونواصل دفع حدود ما يمكننا رؤيته”.
تمت دعوة العلماء المواطنين الذين صنفوا منحنى الضوء HD 152843 كمصدر محتمل للكواكب العابرة ، بالإضافة إلى ثلاثة مديرين لمنتدى مناقشة Planet Hunters ، لإدراج أسمائهم كمؤلفين مشاركين في الدراسة التي أعلنت عن اكتشاف هذه الكواكب.
أحد هؤلاء العلماء المواطنين هو ألكسندر هوبرت ، طالب جامعي يركز في الرياضيات واللاتينية في فورتسبورغ ، ألمانيا ، ويخطط ليصبح مدرسًا في مدرسة ثانوية. حتى الآن ، صنف أكثر من 10000 منحنى ضوئي من خلال Planet Hunters TESS.
قال هوبرت: “يؤسفني أحيانًا أنه في عصرنا ، علينا أن نحصر أنفسنا في موضوع واحد ، ربما موضوعين ، مثلي بالنسبة لي ، اللاتينية والرياضيات”. “أنا ممتن حقًا لأنه أتيحت لي الفرصة في Zooniverse للمشاركة في شيء مختلف.”
إليزابيث بايتن من لوفين ، بلجيكا ، مؤلفة مشاركة أخرى ، تعمل في إدارة إعادة التأمين ، وتقول إن تصنيف منحنيات الضوء على Planet Hunters TESS أمر “مريح”. كانت مهتمة بعلم الفلك منذ الطفولة ، وكانت واحدة من المتطوعين الأصليين لـ Galaxy Zoo ، وهو مشروع علمي للمواطنين في علم الفلك بدأ في عام 2007. دعت حديقة حيوان Galaxy المشاركين لتصنيف أشكال المجرات البعيدة.
بينما كان Baeten جزءًا من أكثر من اثنتي عشرة دراسة منشورة من خلال مشاريع Zooniverse ، فإن الدراسة الجديدة هي أول منشور علمي ل Rubio. لطالما كان علم الفلك مصلحة طوال حياته ، ويمكنه الآن مشاركته مع ابنه. ينظر الاثنان أحيانًا إلى موقع Planet Hunters TESS معًا.
قال روبيو: “أشعر أنني أساهم ، حتى لو كان ذلك مجرد جزء صغير”. “البحث العلمي على وجه الخصوص ، إنه مرضي بالنسبة لي.”
لدى وكالة ناسا مجموعة متنوعة من التعاون العلمي للمواطنين عبر موضوعات تتراوح من علوم الأرض إلى الشمس إلى الكون الأوسع. يمكن لأي شخص في العالم المشاركة. تحقق من أحدث الفرص في science.nasa.gov/citizenscience.
المرجع: “Planet Hunters TESS III: اثنين من الكواكب العابرة حول G dwarf HD 152843 اللامع” بقلم NL Eisner و BA Nicholson و O Barragán و S Aigrain و C Lintott و L Kaye و B Klein و G Miller و J Taylor و N Zicher ، LA Buchhave ، DA Caldwell ، J Horner ، J Llama ، A Mortier ، VM Rajpaul ، K Stassun ، A Sporer ، A Tkachenko ، JM Jenkins ، D Latham ، G Ricker ، S Seager ، J Winn ، S Alhassan ، EML Baeten ، SJ Bean و DM Bundy و V Efremov و R Ferstenou و BL Goodwin و M Hof و T Hoffman و A Hubert و L Lau و S Lee و D Maetschke و K Peltsch و C Rubio-Alfaro و GM Wilson ، 12 مايو 2021 ، الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
DOI: 10.1093 / mnras / stab1253
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
