على مدى السنوات الـ 21 الماضية ، جمع تلسكوب هابل كميات كبيرة من البيانات ، مع ملء مركز أرشيف هابل حوالي 18 قرص DVD لكل أسبوع من عمر التلسكوب. الآن ، مع تحسين تقنيات استخراج البيانات ، كشفت إعادة تحليل مكثفة لصور HST من عام 1998 عن بعض الكنوز المخفية: الكواكب خارج المجموعة الشمسية التي لم يتم اكتشافها سابقًا.
يقول العلماء أن هذا الاكتشاف يساعد على إثبات طريقة جديدة لصيد الكوكب باستخدام بيانات هابل المؤرشفة. كما يساعد اكتشاف الكواكب الخارجية الإضافية في بيانات هابل على مقارنة بيانات الحركة المدارية السابقة بالملاحظات الأحدث.
كيف اكتشف الفلكيون الكواكب الخارجية غير المرئية سابقًا ، وهل يمكن تطبيق الأساليب المستخدمة على مجموعات بيانات HST الأخرى؟
ليست هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها الكشف عن كواكب خارجية مخفية في بيانات HST - في عام 2009 ، استرد David Lafreniere من جامعة مونتريال بيانات الكواكب الخارجية المخفية في صور Hubble لـ HR 8799. تم التقاط صور HST التي درسها Lafreniere في عام 1998 باستخدام كاميرا الأشعة تحت الحمراء القريبة ومطياف متعدد الأغراض (NICMOS). تم تحديد الكوكب الخارجي الذي يدور حول HR 8799 وأظهر قوة تقنية معالجة البيانات الجديدة التي يمكن أن تثير الكواكب الضعيفة من وهج نجمها المركزي.
ومن المعروف الآن أن أربعة كواكب عملاقة تدور حول HR 8799 ، تم اكتشاف الثلاثة الأولى منها في 2007/2008 في صور قريبة من الأشعة تحت الحمراء تم التقاطها بأدوات في W.M. مرصد كيك وتليسكوب الجوزاء الشمالي كريستيان ماروا من المجلس القومي للبحوث في كندا. في عام 2010 ، كشف ماروا وفريقه عن كوكب رابع أعمق. ما يجعل نظام HR 8799 فريدًا للغاية هو أنه النظام النجمي الوحيد للكواكب الخارجية المتعددة الذي تم تصويره بشكل مباشر.
وقد وجد التحليل الجديد الذي أجراه ريمي سومر من معهد علوم تلسكوب الفضاء جميع الكواكب الثلاثة. لسوء الحظ ، فإن الكوكب الرابع الأعمق قريب من HR 8799 ولا يمكن تصويره بسبب التعتيم بسبب فقرة NICMOS التي تحجب ضوء النجم المركزي.
عندما يدرس الفلكيون الكواكب الخارجية عن طريق تصويرها مباشرة ، فإنهم يدرسون الصور التي تم التقاطها بفارق عدة سنوات - لا يختلف عن الأساليب المستخدمة للعثور على بلوتو والكواكب القزمة الأخرى في نظامنا الشمسي مثل إيريس. إن فهم المدارات في نظام متعدد الكواكب أمر بالغ الأهمية لأن الكواكب الضخمة يمكن أن تؤثر على مدارات الكواكب المجاورة في النظام. يقول سومر: "من صور هابل ، يمكننا تحديد شكل مداراتها ، مما يجلب نظرة ثاقبة على استقرار النظام ، وكتل الكوكب والانحرافات ، وكذلك ميل النظام".
مما يجعل الدراسة صعبة هي المدارات الطويلة للغاية للكواكب الخارجية الثلاثة ، والتي تقارب 100 و 200 و 400 سنة على التوالي. تتطلب الفترات المدارية الطويلة وقتًا طويلاً لإنتاج حركة كافية لعلماء الفلك. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، فإن الفترة الزمنية المضافة من بيانات هابل تساعد بشكل كبير. يقول سومر: "لقد منحنا الأرشيف عشر سنوات من العلم الآن". "لولا هذه البيانات كان علينا أن ننتظر عقدًا آخر. إنها عشر سنوات من العلم مجانًا ".
بالنظر إلى مدته 400 سنة ، في السنوات العشر الماضية ، بالكاد تغير الكوكب الخارجي موقفه. وأضاف سومر: "لكن إذا ذهبنا إلى الكوكب الداخلي التالي ، فإننا نرى القليل من المدار ، والكوكب الداخلي الثالث نرى بالفعل الكثير من الحركة".
عندما تم تحليل بيانات HST الأصلية ، لم تكن الطرق المستخدمة للكشف عن الكواكب الخارجية مثل تلك التي تدور حول HR 8799 متاحة. تقنيات لطرح الضوء من نجم مضيف لا تزال تترك ضوءًا متبقيًا يغرق الكواكب الخارجية الباهتة. قام سومر وفريقه بتحسين الطرق السابقة واستخدموا أكثر من أربعمائة صورة من أكثر من 10 سنوات من ملاحظات NICMOS.
تضمنت التحسينات على التقنية السابقة زيادة التباين وتقليل ضوء النجوم المتبقي. نجح سومر وفريقه أيضًا في إزالة مسامير الانعراج ، وهي ظاهرة تعاني منها أنظمة تصوير التلسكوب للهواة والمحترفين. مع التقنيات المحسنة ، تمكن سومر وفريقه من رؤية اثنين من الكواكب الداخلية الباهتة HR 8799 ، والتي تبلغ حوالي 1 / 100،000 من سطوع النجم المضيف بالأشعة تحت الحمراء.
وضع سومر خططًا لتحليل 400 نجمة أخرى بعد ذلك في أرشيف NICMOS بنفس التقنية ، مما يوضح قوة أرشيف بيانات تلسكوب هابل الفضائي. كم عدد الكواكب الخارجية التي تم الكشف عنها هو تخمين لأي شخص.
يثبت العثور على هذه الكواكب الخارجية الجديدة أنه حتى بعد توقف HST عن العمل ، ستستمر بيانات هابل ، وسيعتمد العلماء على ما كشف عنه هابل لسنوات وهم يواصلون سعيهم لفهم الكون.
المصدر: تحديثات مهمة تلسكوب هابل
