اليوم ، يشهد علم الفلك جولة أخرى من التطور. تحدث الاكتشافات الجديدة بتواتر متزايد. عدد الكواكب المكتشفة خارج النظام الشمسي موجود بالفعل بالآلاف. وهذه فقط كواكب مؤكدة ، لا تحسب المرشحين المحتملين.
لتنظيم الكواكب المكتشفة ، يبحث العلماء عن طرق لتصنيفها وفقًا للسمات المشتركة. اليوم ، هناك العديد من نماذج التصنيف المقبولة بشكل عام ، ولكن غالبًا ما تنقسم الكواكب الخارجية إلى كواكب غازية وأرضية. سيتم مناقشة هذا الأخير في هذه المقالة.
الكواكب الخارجية من نوع الأرض
مثل هذه الأشياء ذات أهمية خاصة للعلماء ، لأن واحدة من أهم مهام العلم الحديث هي البحث عن الحياة خارج كوكب الأرض ، واحتمال العثور عليها على كوكب شبيه بالأرض أعلى بكثير من الكواكب الغازية. إذن ما هي الكواكب من هذا النوع؟
1
الأرض المصغرة
كما يوحي الاسم ، فإن هذا النوع من الكائنات له أبعاد ليست أكبر من الأرض. في النظام الشمسي ، يمكن أن تعزى الأرض وفينوس والمريخ وعطارد إلى هذه الفئة. كلما كان الكوكب أصغر من الأرض ، كلما كان مكون الجاذبية أصغر. إلى جانب المجال المغناطيسي الضعيف ، يؤدي هذا إلى حقيقة أن الغلاف الجوي غير قادر على البقاء على السطح ويختفي في الفضاء الخارجي.
عادة ، تكون هذه الأجسام قريبة من نجومها الأم ، مما يؤدي إلى تسخين قوي للسطح. نظرًا لصغر حجمها ، يصعب اكتشاف الأرض الصغيرة. غالبًا ما يتم العثور عليها باستخدام طريقة العبور ، وهي فعالة للعثور على الكواكب التي تدور حول مسافة قريبة من النجم.
كانت الكواكب الأولى التي تم اكتشافها في هذه الفئة هي Kepler-20 e و Kepler-20 f ، تدور حول قزم أحمر 945 سنة ضوئية بعيدة عنا.
بعض الأمثلة على الأرض المصغرة
كبلر -20 هـ
في الصورة: الأبعاد المقارنة للأرض و Kepler20e
Kepler-20 e هو ثاني أبعد كوكب من النجم الأم ، ومع ذلك ، يبلغ قطر مداره 6 مرات أصغر من كوكب عطارد. هذا القرب من النجم يجعل درجة الحرارة على سطح الأرض المصغرة عالية جدًا - حوالي 740 درجة مئوية ، مما يترجمها إلى فئة من المحتمل أن تكون غير مأهولة.
كبلر -20 و
في الصورة: الأبعاد المقارنة للأرض و Kepler20f
هذه الأرض المصغرة لها أبعاد أكبر بقليل من الأرض. نصف قطرها أكبر بنسبة 3.4٪ من الأرض ، على الرغم من أنه يحتوي على 0.66 كتلة أرضية. الكوكب هو رابع أبعد مسافة عن النجم ، قطر مداره أصغر بأكثر من 3 أضعاف قطر مدار عطارد. عام واحد على Kepler-20 f يستمر 19.5 يومًا فقط.
على الرغم من التشابه في الحجم والكتلة مع الأرض ، فإن الظروف على Kepler-20 f تختلف اختلافًا كبيرًا عن المعتاد بالنسبة لنا. نظرًا لقربه من النجم ، يبلغ متوسط درجة حرارة السطح هنا حوالي 432 درجة مئوية ، وهو مرتفع جدًا للحفاظ على الماء في شكل سائل ويكفي لإذابة العديد من المعادن. ولكن من الممكن أن يحتوي الغلاف الجوي Kepler-20 f على كمية كبيرة من بخار الماء.
PSR B1257 + 12 ب
أرض مصغرة مذهلة ، تقع على مسافة 2300 سنة ضوئية منا في كوكبة برج العذراء. الكوكب فريد من نوعه لأنه يدور حول النجم ، وهو جسم فضائي مضغوط يتكون من نجم نيوتروني.
Mini-Earth ، أحد الكواكب الثلاثة الموجودة في مدار النجم النابض PSR B1257 + 12. بأبعاده ، هو أكبر بحوالي 2 مرة من القمر ، وله كتلة 50 مرة أقل من الأرض.
كبلر -37 ب
تدور هذه الأرض المصغرة حول القزم الأصفر Kepler-37 ، الموجود في كوكبة Lyra على مسافة 126 سنة ضوئية منا. في وقت اكتشافها ، كانت أصغر كوكب خارجي من جميع المعروف. نصف قطرها (3900 كم) يتجاوز فقط نصف قطر القمر (3476 كم). يبلغ قطر مدار الكوكب حوالي 4 مرات أصغر من قطر مدار الزئبق ، مما يجعل ظروف السطح قريبة من عطارد.
2
سوبر إيرث
Super-Earth هي فئة من الكواكب متشابهة في الكتلة ، والتي تتراوح من 1 إلى 10 كتل أرضية. تتحدث بعض المصادر عن كتل من 5 إلى 10 أرضية.
ربما هذا هو أحد أبسط أنواع تصنيف الأجسام الفضائية ، لأن لا القرب من النجم ، ولا يؤخذ التكوين في هذه الفئة في الاعتبار ، الكتلة فقط هي المهمة. على الرغم من وجود بعض الحالات الحدودية هنا. على سبيل المثال ، كوكب Mu Altar c ، الذي يقع على بعد 50.6 سنة ضوئية منا ، لديه كتلة 10.5 أرضية (أو 3 ٪ من كتلة المشتري).
في معظم الأحيان ، توجد تربة فائقة في النجوم التي تنتمي إلى الأقزام الصفراء والحمراء ، التي تساوي كتلتها من 35٪ إلى 85٪ من الشمس. السمة المميزة الأخرى للنجوم التي لديها تراب فائق هي استنفادها المعدني.
بالطبع ، يمكن أن يكون لهذه الأنواع من الأجسام الفضائية تكوين ودرجة حرارة وخصائص أخرى مختلفة تمامًا ، لكن العلماء يميلون إلى الاعتقاد بأن معظمها كواكب حجرية لها جيولوجيا مشابهة للأرض. وإذا كان هذا الكوكب موجودًا في المنطقة الصالحة للسكن للنجم ، فمن المحتمل جدًا أن يكون مشابهًا جدًا لأرضنا ، حتى لو كان أكبر بكثير.
أمثلة لبعض SuperEarths
PSR B1257 + 12 ج
يدور هذا الأرض الفائقة حول نجم نيوتروني معروف لنا بالفعل ، أحد الكواكب هو الأرض المصغرة (كتب thebiggest.ru عن ذلك بقليل). ومن المدهش أيضًا أن الاسم السري "PSR B1257 + 12 c" يخفي أول كوكب خارجي تم اكتشافه في التاريخ! حدث الاكتشاف في عام 1991 ، عندما لاحظ الفلكي البولندي ألكسندر فولششان تغيرات دورية في شدة إشارات النجم النابض PSR 1257 + 12 ، والتي اكتشفها قبل عام. في وقت لاحق اتضح أن 3 أجسام على الأقل تدور في مدار النجم النابض ، اثنان منها من الأرض الفائقة ، وواحد من الأرض الصغيرة.
ملاحظة: "AE" هي وحدة فلكية. يطلق على هذا المصطلح وحدة طولية تساوي متوسط المسافة بين الأرض والشمس ، والتي تبلغ حوالي 150 مليون كيلومتر.
يبلغ قطر مدار الأرض الفائقة PSR B1257 + 12 s 0.3AE. من الصعب جدًا تصور الظروف على هذا الكوكب ، ولكن من الواضح أنها مختلفة تمامًا عن جميع الكواكب المعروفة لنا. يحتوي النجم النابض على مجال مغناطيسي هائل ، يخضع الكوكب لإشعاع مؤين قوي. يقترح العديد من العلماء أن الحياة هنا ممكنة في ظل ظروف معينة. على الأرض ، هناك بعض أشكال الحياة المقاومة لأنواع مختلفة من الإشعاع ، بما في ذلك التأين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تصل درجة حرارة النجم النابض إلى مليون درجة كلفن ، ورياح النجم النابض قادرة على تسخين الكوكب في المدار.
كبلر 442 ب
نصف قطر Kepler-442 b أكبر بنسبة 30٪ من كتلة الأرض ، والكتلة أكبر من 2.3 مرة من كتلة الأرض. هناك كوكب خارج المجموعة الشمسية على مسافة 1120 سنة ضوئية منا. من الأهمية بمكان لعلماء الفلك أنه يدور فيما يسمى "المنطقة الصالحة للسكن" لنجمه - قزم برتقالي بكتلة 0.61 شمسية. يبلغ نصف قطر مدار دوران Kepler-442 b 0.41AE ، ولكن بسبب السطوع الأضعف للنجم الأصلي ، يمكن أن تكون الظروف على السطح مشابهة جدًا للأرض.
جليس 832 ج
هذا الكوكب الخارجي ، الذي يدور حول قزم أحمر على مسافة 16 سنة ضوئية منا ، لديه واحد من أعلى مؤشرات تشابه الأرض بين جميع الكواكب المعروفة اليوم. على الرغم من أن Gliese 832 c أقرب إلى النجم الأصل من الأرض بمقدار 6 مرات ، إلا أنه يتلقى نفس الكمية من الحرارة. كتلتها أكبر بقليل من 5 أضعاف الأرض ، وفي حجمها أقل بقليل من مرة ونصف الأرض. يجب أن تلقي المزيد من الدراسات على الكوكب الضوء على تكوين وكثافة الغلاف الجوي لـ Gliese 832 c ، وكذلك على إمكانية الكائنات الحية عليه.
بروكسيما سنتوري ب
ظهر أول ذكر لهذه الأرض الفائقة في عام 2013 ، ومع ذلك ، تم التحقق من البيانات المتعلقة بها مرتين وتلقى تأكيدًا نهائيًا فقط في عام 2016. يحدث الاهتمام بالكوكب من حقيقة أنه يدور حول القزم الأصفر Proxima Centauri ، وهذا هو أقرب نجم لنا. أبعادها وكتلتها أقل من الشمس 10 مرات تقريبًا. تقع على مسافة 4.3 سنة ضوئية أو 40 تريليون. كم منا.
دعونا نعود إلى خصائص Proxima Centauri b. يقوم الكوكب بثورة كاملة حول النجم في 270 ساعة (حوالي 11 يومًا). ترجع هذه السرعة إلى القرب من النجم ، لأن نصف قطر مدار دوران الأرض الفائقة أصغر 20 مرة من نصف قطر مدار الأرض وحتى 7 مرات أصغر من مدار عطارد. هذا القرب من النجم الخافت يخلق الظروف للمياه السائلة على الكوكب ، مما يجعل Proxima Centauri b قابلًا للحياة. يبلغ متوسط درجة الحرارة على سطح الكوكب −39 درجة مئوية. نصف قطر Proxima Centauri b أكبر بنسبة 10-11 ٪ من الأرض ، والكتلة تزيد بنسبة 27 ٪ عن كتلة الأرض.
وفقًا للبيانات الحديثة ، فإن كوكبًا خارجيًا ، بدون مجال مغناطيسي خاص به ، يخضع للإشعاع الكوني ، وهو أعلى مئات المرات من الإشعاع الذي تتلقاه الأرض. يمكن أن يدمر هذا الإشعاع جميع الكائنات الحية تقريبًا على الأرض ، على الرغم من أننا نعرف بعض أنواع البكتيريا التي يمكن أن تعيش في ظروف أكثر تطرفًا. وجد العلماء عدة نماذج تستطيع فيها الحياة حماية نفسها من الإشعاع القوي للنجم. ولكن في مارس 2017 ، لوحظ وميض قوي على النجم الأم ، حيث ازداد سطوع النجم عشرة أضعاف بما يصل إلى 10 ثوانٍ. في وقت تفشي المرض ، حدث انبعاث كبير للإشعاع ، مما يمكن بسهولة أن يجعل أي أشكال حياة معروفة بلا حياة.
3
كوكب Chthonic
النوع التالي من الكواكب الأرضية هو الكواكب الخارجية الشمسية. وتشمل هذه عمالقة الغاز ، والتي فقدت أثناء التطور قشرة الغاز ، وتعرض قلبها الصلب.
تم العثور على عدد قليل من الكواكب من هذا النوع ، ولكن الظواهر التي تتشكل خلالها أجسام متشابهة شائعة جدًا في الفضاء. يحدث "تعرية" الغاز بسبب قرب عملاق الغاز من النجم. تهب الرياح النجمية تدريجياً على مكون الغاز في الكوكب ، تاركةً فقط العناصر الثقيلة.
بعض الأمثلة
CoRoT-7 ب
تم اكتشاف CoRoT-7 b في عام 2009. بالإضافة إلى الأنواع chthonic ، فإنه ينتمي إلى نوع الأرض الفائقة ، وكذلك إلى الحمم والكواكب الحديدية. يدور CoRoT-7 b حول قزم أصفر على مسافة 489 سنة ضوئية منا. نصف قطر الكوكب أكبر مرة ونصف من الأرض ، وكتلته تتجاوز 7.4 مرة من الأرض. هذا يعني أن متوسط كثافة الكوكب فوق الأرض حوالي مرتين.
ليس من المستغرب أن CoRoT-7 b فقد غلاف الغاز الخاص به ، لأن نصف قطر مدار الكوكب أصغر 22 مرة من نصف قطر مدار عطارد. على الرغم من حقيقة أن النجم الأصلي CoRoT-7 أصغر قليلاً من الشمس ، إلا أن درجة الحرارة في هذا المدار القريب مرتفعة للغاية. ربما يحتدم محيط حمم ضخم على سطح CoRoT-7 b ، حيث تكون درجة حرارته أعلى من 2500 درجة مئوية ، وهذه درجة الحرارة كافية لإذابة جميع المعادن والمعادن المعروفة تقريبًا. نظرًا لقوى المد والجزر الكبيرة ، فمن المحتمل أن الكوكب يدور دائمًا جانبًا واحدًا نحو النجم. هذا يجعل من الممكن على الجانب الأكثر برودة من هطول الأمطار في شكل الحمم والحجارة.
هد 209458 ب
هذا الكوكب ليس مختلطا ، لكننا وضعناه على هذه القائمة في "تقدم". في المستقبل البعيد ، قد يفقد هذا الغاز العملاق معظم مادته ، ليصبح كوكبًا خارجيًا خارجيًا. ربما تكون HD 209458 b أكثر الكواكب الخارجية التي تمت دراستها في العالم.
ينتمي إلى فئة المشتري الحار ، يدور حول قزم أصفر ، يقع في كوكبة بيغاسوس على مسافة 153 سف. من السنة.
HD 209458 b لها أبعاد أكبر مرة ونصف من المشتري ، مع كتلة تساوي 0.6 كوكب المشتري. تتم إزالة الكوكب من النجم بمسافة تساوي 1/8 من نصف قطر مدار عطارد. يؤدي القرب من النجم إلى حقيقة أن جانبًا واحدًا من الكوكب الخارجي يسخن إلى درجات حرارة كبيرة ، والجانب الآخر (الجانب العكسي) أكثر برودة. مثل جميع الكواكب القريبة جدًا من النجم ، يتم دائمًا تحويل HD 209458 b إلى جانب واحد للنجم. يؤدي اختلاف درجة الحرارة بين الجانبين الشمسي والمظلم إلى حقيقة أن العواصف الشديدة تستعر على السطح ، حيث تبلغ سرعة الرياح 2 كم / ثانية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأجزاء العليا من الغلاف الجوي تحت تأثير الرياح النجمية يتم نفخها في الفضاء الخارجي ، وتشكيل عمود ضخم خلف الكوكب ، على غرار ذيل المذنب الكبير.
تابع في الصفحة التالية ↓↓↓
>>> الصفحة رقم 2: تابع <<<