يجد علماء الفلك نظامًا رائعًا مكونًا من 6 كواكب في تناغم مداري مثالي تقريبًا

حتى الآن ، اكتشفنا مئات النجوم ذات الكواكب المتعددة التي تدور حولها منتشرة في جميع أنحاء المجرة. كل واحد فريد من نوعه ، لكن النظام الذي يدور حول النجم HD 158259 ، على بعد 88 سنة ضوئية ، هو نظام خاص حقًا.

النجم نفسه تقريبًا نفس الكتلة وأكبر قليلاً من الشمس – أقلية في مطاردة الكواكب الخارجية. يدور حوله ستة كواكب: كوكب الأرض وخمسة نبتون صغيرة.

بعد رصده لمدة سبع سنوات ، اكتشف علماء الفلك أن جميع هذه الكواكب الستة تدور حول HD 158259 في صدى مداري مثالي تقريبًا. يمكن أن يساعدنا هذا الاكتشاف على فهم آليات تكوين نظام الكواكب بشكل أفضل ، وكيف ينتهي بهم الأمر في التكوينات التي نراها.

يحدث الرنين المداري عندما ترتبط مدارات جسمين حول جسمهما ارتباطًا وثيقًا ، حيث يمارس الجسمان المداريان تأثير الجاذبية على بعضهما البعض. في النظام الشمسي ، إنه نادر جدًا في الأجسام الكوكبية ؛ ربما يكون أفضل مثال على ذلك هو بلوتو ونبتون.

يقع هذان الجسمان فيما يوصف بأنه الرنين المداري 2: 3. لكل دورتين يقطعهما بلوتو حول الشمس ، يصنع نبتون ثلاث دورات. إنها مثل أشرطة الموسيقى التي يتم تشغيلها في وقت واحد ، ولكن بتوقيعات زمنية مختلفة – دقتان للأولى ، وثلاث للثانية.

الرنين المداري لها تم تحديده أيضًا في الكواكب الخارجية. لكن كل كوكب يدور حول HD 158259 في صدى يقارب 3: 2 مع الكوكب التالي بعيدًا عن النجم ، والذي يوصف أيضًا بنسبة فترة 1.5. هذا يعني أنه مقابل كل ثلاثة مدارات يصنعها كل كوكب ، يكمل الكوكب التالي اثنين.

باستخدام القياسات المأخوذة باستخدام مطياف SOPHIE وتلسكوب TESS الفضائي للبحث عن الكواكب الخارجية ، تمكن فريق دولي من الباحثين بقيادة عالم الفلك ناثان هارا من جامعة جنيف في سويسرا من حساب مدارات كل كوكب بدقة.

انهم جميعا ضيقة جدا. بدءًا من أقرب نجم – الأرض الفائقة ، التي كشفت عنها TESS أنها تبلغ ضعف كتلة الأرض – المدارات هي 2.17 و 3.4 و 5.2 و 7.9 و 12 و 17.4 يومًا.

تنتج هذه النسب 1.57 و 1.51 و 1.53 و 1.51 و 1.44 بين كل زوج من الكواكب. هذا ليس صدى مثاليًا تمامًا – لكنه قريب بما يكفي لتصنيف HD 158259 كنظام استثنائي.

ويعتقد الباحثون أن هذه علامة على أن الكواكب التي تدور حول النجم لم تتشكل في مكانها الحالي.

“العديد من الأنظمة المدمجة مع العديد من الكواكب في أو بالقرب من الأصداء معروفة ، مثل TRAPPIST-1 أو Kepler-80 ،” أوضح عالم الفلك ستيفان أودري من جامعة جنيف.

“يُعتقد أن مثل هذه الأنظمة تتشكل بعيدًا عن النجم قبل أن تهاجر نحوه. في هذا السيناريو ، تلعب الأصداء دورًا مهمًا.”

ذلك لأنه يُعتقد أن هذه الرنين تنتج عندما تكون أجنة الكواكب في قرص الكواكب الأولية تنمو وتهاجر إلى الداخل، بعيدًا عن الحافة الخارجية للقرص. ينتج عن هذا سلسلة من الرنين المداري في جميع أنحاء النظام.

بعد ذلك ، بمجرد تبدد الغاز المتبقي من القرص ، يمكن أن يؤدي ذلك إلى زعزعة استقرار الرنين المداري – وقد يكون هذا ما نراه مع HD 158259. وهذه الاختلافات الصغيرة في الرنين المداري يمكن أن تخبرنا المزيد عن كيفية حدوث هذا الاضطراب.

“المغادرة الحالية لنسب الفترة من 3: 2 تحتوي على ثروة من المعلومات ،” قالت هارا.

“بهذه القيم من ناحية ، ونماذج تأثير المد والجزر من ناحية أخرى ، يمكننا تقييد البنية الداخلية للكواكب في دراسة مستقبلية. باختصار ، الحالة الحالية للنظام تعطينا نافذة على تكوينها.”

تم نشر البحث في علم الفلك والفيزياء الفلكية.

نُشرت نسخة من هذه المقالة لأول مرة في أبريل 2020.