النجوم من النوع M (القزم الأحمر) هي أجسام أكثر برودة ، وذات كتلة منخفضة ومنخفضة اللمعان تشكل الغالبية العظمى من النجوم في كوننا - تمثل 85 ٪ من النجوم في مجرة درب التبانة وحدها. في السنوات الأخيرة ، أثبتت هذه النجوم أنها كنز للباحثين عن الكواكب الخارجية ، مع تأكيد العديد من الكواكب الأرضية (المعروفة أيضًا باسم الأرض) حول أقرب الأقزام الحمراء في المجموعة الشمسية.
لكن الأمر الأكثر إثارة للدهشة هو حقيقة أنه تم العثور على بعض الأقزام الحمراء لديها كواكب قابلة للمقارنة في الحجم والكتلة مع المشتري يدور حولها. تناولت دراسة جديدة أجراها فريق من الباحثين من جامعة سنترال لانكشاير (UCLan) لغز كيف يمكن أن يحدث هذا. في جوهرها ، يظهر عملهم أن عمالقة الغاز يستغرقون بضعة آلاف من السنين فقط للتشكيل.
الدراسة التي ظهرت مؤخراً في المجلة الفلك والفيزياء الفلكية، كان من عمل الدكتور أنتوني ميرسر والدكتور ديميتريس ستاماتيلوس من معهد UCLan Jeremiah Horrocks لمعهد الرياضيات والفيزياء وعلم الفلك (JHI - MPA). قاد الدكتور ميرسر ، قارئ الفيزياء الفلكية مع JHI - MPA ، البحث تحت إشراف الدكتور Stamatellos ، الذي يقود مجموعة المعهد "تكوين النجوم النظرية والكواكب الخارجية".
معًا ، درسوا كيف يمكن أن تتشكل الكواكب حول النجوم القزمة الحمراء لتحديد الآلية التي ستسمح بتشكيل عمالقة الغاز الضخمة الضخمة. وفقًا للنماذج التقليدية لتكوين الكوكب ، حيث يؤدي التراكم التدريجي لجزيئات الغبار إلى أجسام أكبر تدريجيًا ، يجب ألا تحتوي أنظمة الأقزام الحمراء على كتلة كافية لتشكيل كواكب فائقة المشتري.
للتحقيق في هذا التناقض ، استخدم Mercer و Dr. Stamatellos البحوث الموزعة في المملكة المتحدة باستخدام الكمبيوتر العملاق (DiRAC) - والذي يربط المرافق في كامبريدج ودورهام وإدنبره وجامعة ليستر - لمحاكاة تطور الأقراص الكواكب الأولية حول النجوم القزمة الحمراء. هذه الأقراص الدوارة من الغاز والغبار شائعة حول جميع النجوم المولودة حديثًا وهي ما يؤدي في النهاية إلى تكوين الكوكب.
ما وجدوه هو أنه إذا كانت هذه الأقراص الصغيرة كبيرة بما يكفي ، يمكن أن تتفتت إلى قطع مختلفة ، والتي يمكن أن تتحد بسبب الجاذبية المتبادلة لتكوين كواكب غازية عملاقة. ومع ذلك ، فإن هذا يتطلب أن تتشكل الكواكب في غضون بضعة آلاف من السنين ، وهو مقياس زمني سريع للغاية من الناحية الفيزيائية الفلكية. كما أوضح الدكتور ميرسر:
"حقيقة أن الكواكب قد تكون قادرة على تكوين مثل هذا النطاق الزمني القصير حول النجوم الصغيرة أمر مثير للغاية. يظهر عملنا أن تكوين الكوكب قوي بشكل خاص: يمكن أن تتشكل عوالم أخرى حتى حول النجوم الصغيرة بطرق متنوعة ، وبالتالي قد تكون الكواكب أكثر تنوعًا مما كنا نعتقد سابقًا ".
وأشار بحثهم أيضًا إلى أن هذه الكواكب ستكون شديدة الحرارة بعد تشكلها ، مع درجات حرارة تصل إلى آلاف الدرجات في قلوبها. لأنهم لا يملكون مصدر طاقة داخليًا ، سيصبحون أكثر خفوتًا بمرور الوقت. وهذا يعني أنه سيكون من السهل ملاحظة هذه الكواكب في الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء عندما تكون لا تزال صغيرة ، ولكن نافذة المراقبة المباشرة ستكون صغيرة.
ومع ذلك ، لا يزال من الممكن ملاحظة مثل هذه الكواكب بشكل غير مباشر بناءً على تأثيرها على نجمها المضيف ، وهذه هي الطريقة التي تم بها العثور عادة على الكواكب التي تدور حول النجوم القزمة الحمراء. يُعرف هذا باسم طريقة السرعة الشعاعية (المعروف أيضًا باسم مطيافية دوبلر) ، حيث تشير التغييرات في أطياف النجم إلى أنه يتحرك ، وهو مؤشر على أن الكواكب تمارس تأثير الجاذبية عليها. وأضاف Stamatellos:
"كانت هذه هي المرة الأولى التي تمكنا فيها ليس فقط من رؤية الكواكب تتشكل في محاكاة الكمبيوتر ولكن أيضًا لتحديد خصائصها الأولية بتفاصيل كبيرة. كان من الرائع أن نجد أن هذه الكواكب من النوع "السريع والغاضب" - فهي تتشكل بسرعة وتكون ساخنة بشكل غير متوقع. "
هذه النتائج لا شيء إن لم يكن في الوقت المناسب. اكتشف علماء الفلك مؤخرًا كوكبًا خارج المجموعة الشمسية حول بروكسيما سنتوري ، أقرب نجم إلى كوكبنا. على عكس Proxima b ، وهي بحجم الأرض والصخور والمدارات داخل منطقة النجم الصالحة للسكن ؛ يُعتقد أن Proxima c يبلغ حجمه 1.5 مرة حجم الأرض ، ونصف كتلة نبتون (مما يجعله نبتون صغيرًا) ، ويدور خارج منطقة Proxima Centauri الصالحة للسكن.
إن معرفة أن هناك آلية محتملة تسمح لعمالقة الغاز بالتشكيل حول نجوم الأقزام الحمراء تجعلنا أقرب إلى فهم هذه النجوم الشائعة تمامًا ، ولكنها لا تزال غامضة.
