أحد أكثر الكواكب سوادا في المجرة يتجه نحو الموت الناري!

يعد WASP-12b أحد أكثر الكواكب الخارجية المعروفة إثارة، حيث يدور حول نجم قزم أصفر أكبر قليلا من الشمس على بعد 1410 سنوات ضوئية.

ويُعرف الكوكب شديد السواد باسم "المشتري الساخن" - كوكب خارجي عملاق غازي له كتلة وحجم مماثلان لكوكب المشتري، ولكنه قريب جدا من النجم شديد الحرارة.

ولم يكن WASP-12b في الوضع الأكثر أمانا على الإطلاق. ومع فترة مدارية تزيد قليلا عن يوم، يكون الكوكب الغازي العملاق خارج المجموعة الشمسية قريبا جدا من نجمه، بحيث يُسحب تيار مستمر من المواد بعيدا عن غلافه الجوي.

ولكن موته لن يكون بالضرورة بسبب الالتهام النجمي البطيء.

ووجدت الملاحظات الدقيقة أنه أيضا على مدار متحلل بشكل ملحوظ.وكشف بحث جديدأن هذا المدار يتحلل أسرع قليلا مما كنا نعتقد في البداية.

وبدلا من 3.25 مليون سنة المقدرة في البداية، سيحقق WASP-12b نهايته النارية خلال 2.9 مليون سنة فقط.

وبغض النظر عن شكلها، فإن كواكب المشتري الحارة القريبة بشكل خاص من نجمها هي من أكثر الكواكب الخارجية دراسة. لأنها تخبرنا بالكثير عن تفاعلات المد والجزر بين كوكب ونجم.

واكتُشف WASP-12b في عام 2008، ما يعني أن علماء الفلك تمكنوا من جمع مجموعة بيانات طويلة المدى نسبيا.

وفي عام 2017، لاحظ علماء الفلك شيئا غريبا بشأن عبور WASP-12b، يحدث فقط في جزء من الثانية، بناء على القياسات السابقة للدورة المدارية.

وقد يكون هذا الاختلاف الطفيف في التوقيت نتيجة لتغيير اتجاه مدار كوكب خارج المجموعة الشمسية، لذلك قرر فريق من علماء الفلك بقيادة صموئيل يي، من جامعة برينستون، أن يدرسوا عن كثب ليس فقط عمليات العبور، ولكن السحب، عندما يمر كوكب خارج المجموعة الشمسية خلف النجم. وإذا كان WASP-12b يغير اتجاهه، فيجب تأخير عمليات الإخفاء قليلا.

ويعتبر WASP-12b مظلما جدا بصريا؛ يمتص 94٪ من كل الضوء، ما يجعله أكثر سوادا من الإسفلت.

ويعتقد علماء الفلك أن السبب في ذلك هو أن كوكب خارج المجموعة الشمسية شديد الحرارة، عند 2600 درجة مئوية (4700 درجة فهرنهايت) على جانبه النهاري، حيث تنقسم فيه جزيئات الهيدروجين إلى هيدروجين ذري، ما يجعل غلافه الجوي يتصرف مثل نجم منخفض الكتلة. ولكونه شديدة الحرارة، يتوهج بالأشعة تحت الحمراء.

ويستخدم فريق يي تلسكوب سبيتزر الفضائي، لمحاولة مراقبة حالات التعتيم. وعلى الرغم من أنهم لاحظوا النجم، WASP 12، لمدة 16 فترة مدارية، إلا أنهم تمكنوا فقط من العثور على أربع حالات سحرية خافتة في البيانات.

ووجد الباحثون أن حالات الأحداث تقعبسرعة أكبر - بما يتفق مع الاضمحلال المداري الذي يبلغ 29 مللي ثانية في السنة. وبهذا المعدل، بلغ عمر الكوكب، حسب حسابات علماء الفلك، زهاء 3.25 مليون سنة.

والآن، قام فريق جديد من الباحثين بقيادة جيك تورنر، من جامعة كورنيل، بالبحث عن علامات الانحلال المداري في مجموعة بيانات مختلفة - الملاحظات التي التُقطت بواسطة تلسكوب رصد الكواكب التابع لناسا TESS، المصمم خصيصا لمراقبة العبور والاختفاء.

ودرس TESS منطقة السماء التي تضمنت WASP-12 من 24 ديسمبر 2019 إلى 20 يناير 2020. وفي هذه البيانات، وجد الفريق 21 عملية عبور. وكانت حالات الغموض ضحلة جدا بحيث لا يمكن اكتشافها بشكل فردي، لكن الفريق كان قادرا على تصميمها للعثور على أفضل ملاءمة لبيانات TESS.

وجُمع بين أوقات العبور والاخفاء هذه مع البيانات السابقة لتحليل التوقيت. وتمكن تيرنر وفريقه من تأكيد أن مدار WASP-12b يتحلل بالفعل. ولكنه يفعل ذلك أسرع قليلا مما كنا نظن - بمعدل 32.53 مللي ثانية في السنة، لعمر إجمالي يبلغ 2.9 مليون سنة.

وعلى الرغم من أنه الكوكب الوحيد خارج المجموعة الشمسية الذي يقدم لنا دليلا قويا على الاضمحلال المداري، إلا أن هناك كواكب أخرى خارج المجموعة الشمسية الساخنة من المتوقع أن تظهر معدلات مماثلة من الاضمحلال المداري.

وكتب تيرنر وفريقه: "من ثم، يمكن أن تكشف البيانات الإضافية ما إذا كانت هذه الكواكب الخارجية تعرض بالفعل انحلالا للمد والجزر لم يُكتشف حتى الآن، أو ما إذا كانت التوقعات النظرية بحاجة إلى تحسين".

وجرى قبول بحث الفريق في مجلة Astronomical، وهو متاح علىarXiv.

المصدر: ساينس ألرت