مراهقان يكتشفان 4 كواكب تدور حول نجم قريب يشبه الشمس

ليلى علي: في إنجاز نادر الحدوث، توصل مراهقان عمرهما 16 و18 عاما، هما كارتيك بينجلي وياسمين رايت، إلى اكتشاف 4 كواكب خارجية جديدة على بعد حوالي 200 سنة ضوئية من الأرض.

ولا يتمكن طلاب المدارس الثانوية عادة من المشاركة في تأليف أوراق بحثية واكتشافات مذهلة يسعى خلفها العلماء الكبار، لكنّ الطالبين شاركا في تأليف الورقة البحثية المنشورة يوم 25 يناير/كانون الثاني الماضي في دورية "ذا أسترونوميكال جورنال" (The Astronomical Journal)، وذلك من خلال مشاركتهما في برنامج التوجيه البحثي للطلاب في مركز الفيزياء الفلكية "هارفارد وسميثسونيان" (Center for Astrophysics, Harvard & Smithsonian) الذي أصدر بيانا صحفيا حول الورقة البحثية.

اكتشف رايت وبينجلي الكواكب الأربعة حول نجم يدعى "تي أو آي-1233" (TOI-1233)، وهو ألمع نجم معروف مشابه في الحجم ودرجة الحرارة لشمسنا، على بعد حوالي 200 سنة ضوئية من النظام الشمسي في كوكبة نصف الكرة الجنوبي قنطورس (Centaurus).

يعرف النجم أيضا باسم "إتش دي 108236" (HD 108236). ومع هذا الاكتشاف، يصبح تي أو آي-1233 ألمع نجم شبيه بالشمس معروف باستضافته 5 كواكب أو أكثر من الكواكب الخارجية العابرة.

برنامج التوجيه البحثي للطلاب

تم إنشاء برنامج التوجيه البحثي للطلاب "إس آر إم بي" (SRMP) في عام 2016 بهدف ربط طلاب المدارس الثانوية المحليين المهتمين بالبحث مع علماء من العالم الحقيقي في هارفارد ومعهد ماساشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة. ويقبل البرنامج حوالي 12 طالبا كل عام. وبمجرد القبول، يعمل الطلاب مع موجّهين في مشروع بحث لمدة عام.

تقول قائدة البرنامج وعالمة الكيمياء الفلكية كلارا سوزا سيلفا في البيان الصحفي "إنه منحنى تعليمي حاد، لكن الأمر يستحق ذلك. وبحلول نهاية البرنامج، يمكن للطلاب القول إنهم أجروا بحثا نشطا ومتطورا في الفيزياء الفلكية".

ويحصل الطلاب المشاركون في البرنامج على أجر مقابل 4 ساعات عمل في الأسبوع يمضونها في البحث. تقول سوزا سيلفا "إنهم علماء بأجر.. نريد أن نشجعهم على أن ممارسة مهنة أكاديمية هو أمر ممتع ومجز بغض النظر عما ينتهي بهم الأمر في الحياة".

إنجاز نادر الحدوث

تقول سيلفا إن طلاب المدارس الثانوية نادرا ما ينشرون الأبحاث، و"على الرغم من أن هذا هو أحد أهداف إس آر إن بي، فإنه من غير المعتاد أن يكون طلاب المدارس الثانوية مؤلفين مشاركين في أوراق الدوريات العلمية".

استخدم الفتيان البيانات المأخوذة من القمر الصناعي لمسح الكواكب الخارجية العابرة "تي إي إس إس" (TESS) التابع لناسا (NASA)، وهو تلسكوب فضائي يبحث عن الكواكب الخارجية عن طريق تسجيل حالات الانخفاض في سطوع النجوم. كما استخدما بيانات من التلسكوبات الأرضية.

يوضح بينجلي "كنا نتطلع إلى رؤية التغييرات في الضوء بمرور الوقت.. الفكرة هي أنه إذا كان الكوكب يعبر النجم، أو يمر أمامه، فإنه دوريا سيغطي النجم ويقلل من سطوعه"، ولدهشة الفريق، فإنهم لم يكتشفوا كوكبا واحدا بل 4 كواكب تدور حول إي أو آي-1233.

وتعلق رايت قائلة "لقد كنت متحمسة للغاية وصدمت للغاية.. كنا نعلم أن هذا هو الهدف، ولكن العثور على نظام متعدد الكواكب بالفعل، وأن نكون جزءا من فريق الاكتشاف، كان رائعا حقا".

مجموعة الكواكب

تتضمن الكواكب الأربعة التي تم اكتشافها كوكبا صخريا واحدا يشبه الأرض، أطلق عليه "سوبر إيرث" (super-Earth)، وهو يكمل دورة حول نجمه في أقل من 4 أيام، أما الثلاثة كواكب الأخرى فهي كواكب غازية تشبه كوكب نبتون، وهي تكمل دورتها حول النجم في 6 أيام، و14 يوما، و19 يوما ونصف اليوم على التوالي.

ويتراوح متوسط درجات حرارة هذه الكواكب بين 700 و1500 درجة فهرنهايت، وبالتالي فإنه من غير المحتمل أن تكون صالحة للحياة.

الدوران السريع لهذه الكواكب حول نجمها يعني المزيد من مرات العبور حول النجم، وبالتالي انخفاض في سطوعه كل مرة تمر به، وهذا يعني المزيد من الفرص لعلماء الفلك لفحص الضوء الذي يمر عبر الغلاف الجوي لهذه الكواكب الخارجية.

مؤخرا تم اكتشاف الكوكب الخارجي الخامس لنجم تي أو آي-1233 بواسطة فريق منفصل من علماء الفلك، والذي يستغرق 29 يوما للدوران حول النجم.

ويعتقد العلماء أنه من الممكن أن تكون هناك كواكب صخرية بعيدة عن النجم تي أو آي-1233، ربما داخل منطقتها الصالحة للسكن، حيث سيكون وجود الماء السائل ممكنا. ومن المأمول أيضا أن يساعد الاكتشاف حول تي أو آي-1233 علماء الفلك على فهم العمليات الأساسية لتكوين الكواكب وتطورها بشكل أفضل.

الجائزة الكبرى

يقول تانسو دايلان، مشرف رايت ويبنجلي وباحث ما بعد الدكتوراه في معهد "إم آي تي كافلي" (MIT Kavli) للفيزياء الفلكية وأبحاث الفضاء، "لطالما كان جنسنا البشري يفكر في كواكب خارج نظامنا الشمسي، ومع نظام كواكب متعددة فأنت نوعا ما تفوز بالجائزة الكبرى".

ويضيف "عندما يتعلق الأمر بتوصيف أجواء الكواكب حول النجوم الشبيهة بالشمس، فمن المحتمل أن يكون هذا أحد أفضل الأهداف التي سنحصل عليها على الإطلاق".

ويأمل دايلان في دراسة الكواكب المكتشفة بشكل أعمق خلال العام المقبل. ويقول إن العمل مع بينجلي ورايت في الدراسة كان بمثابة "مكسب للطرفين". ويضيف "بصفتي باحثا، أستمتع حقا بالتفاعل مع أدمغة شابة منفتحة على التجريب والتعلم ولديها حد أدنى من التحيز.. أعتقد أيضا أنه مفيد جدا لطلاب المدارس الثانوية، حيث يتعرفون على أحدث الأبحاث، وهذا يعدهم سريعا لمهنة البحث".

تم تعيين كلا الطالبين بينجلي ورايت لشغل وظائف في علم الفلك. فقد تم قبول رايت في برنامج ماجستير في الفيزياء الفلكية لمدة 5 سنوات في جامعة إدنبرة بأسكتلندا، في حين يخطط بينجلي، وهو طالب في المدرسة الثانوية، لدراسة الرياضيات التطبيقية أو الفيزياء الفلكية بعد التخرج.