يمكن للميول الدرامية أن تحدد العديد من العوالم الغريبة

Send

يساعد البحث الجديد في شرح كيفية تأثير الميل المائل على مدارات الكواكب الخارجية.

(الصورة: © Sarah Millholland / NASA / JPL-Caltech)

توصلت دراسة جديدة إلى أن العديد من الكواكب الغريبة حول النجوم مثل شمسنا من المحتمل أن تكون مائلة بشكل غير عادي ، مما يؤدي إلى تقلبات دراماتيكية بين الشتاء والصيف المتطرفين.

وكالة ناسا مركبة فضائية كبلر كشفت أن حوالي 30 في المئة من النجوم المشابهة لأشعة الشمس لدينا تحتوي على كائنات فضائية فائقة. كما يوحي اسمها ، فإن الأرض الفائقة أكبر قليلاً من الأرض ، بحوالي 2 إلى 10 أضعاف كتلة الأرض.

عادةً ما تقع الأرض الفائقة الموجودة حتى الآن بالقرب من نجومها نسبيًا ، حيث تستغرق أقل من 100 يوم لإكمال مدار ، وفقًا لبيان حول العمل الجديد. بالمقارنة ، يستغرق عطارد 88 يومًا للتجول في الشمس.

من الغريب أن العديد من هذه الأرض الفائقة تم العثور عليها تقريبًا - ولكن ليس تمامًا - في علاقات مستقرة بشكل طبيعي تعرف باسم الرنين المداري، والتي تحدث عندما تمارس الأجسام المدارية تأثير جاذبية منتظم على بعضها البعض. على سبيل المثال ، أدى صدى بلوتو ونبتون المداري إلى قيام بلوتو بإكمال لفتين حول الشمس في الوقت الذي يستغرق فيه نبتون إلى الدوران ثلاث مرات. على النقيض من ذلك ، توجد العديد من الأرض الفائقة في أزواج قريبة من هذه الرنينات المدارية ولكن ليس فيها.

يقترح الباحثون الآن أن الجواب المحتمل لهذا اللغز هو أن هذه العوالم مائلة للغاية. وقالت سارة ميلهولاند ، مؤلفة الدراسة الرائدة في الفلك بجامعة ييل في كونيتيكت ، لموقع Space.com: "إذا كان هذا صحيحًا ، فهذا يعني أن مواسمهم شديدة ، وأن طقسهم ومناخهم سيتأثرون بشكل غير تافه أيضًا".

اقترح بحث سابق أنه عندما تقترب الكواكب من الوصول إلى الرنين المداري ، فإن سحب الجاذبية لنجومها على هذه العوالم يمكن أن يؤدي إلى قوى المد والجزر التي يمكنها استنزاف الطاقة بعيدًا عن حركاتها المدارية ، وتحويلها إلى حرارة ومنع تلك العوالم من مزامنة مداراتها . وقال الباحثون إن العمل المسبق وجد أيضًا أن قوى المد والجزر هذه ليست في حد ذاتها قوية بما يكفي لمنع الرنين المداري.

أجرى العلماء محاكاة للكمبيوتر على غرار ما يحدث عندما تميل أقطاب هذه الكواكب فيما يتعلق بمداراتها. ووجد الباحثون أن قوى المد والجزر ، ذات الإمالة المحورية العالية ، "تكون أكثر كفاءة في تصريف الطاقة المدارية إلى حرارة في الكواكب" ، ميلهولاند قال في البيان.

كلما زاد الميل المحوري ، زاد التباين في مقدار ضوء الشمس الذي تتلقاه أجزاء مختلفة من الكوكب على مدار العام. الميل المحوري للأرض بحوالي 23.5 درجة ينتج عنه مواسمه. إن الميل المحوري الشديد لأورانوس البالغ 98 درجة يترك الجانب الشتوي من الكوكب في ظلام دامس لمدة 21 عامًا والجانب الصيفي في ضوء النهار المستمر لنفس الفترة الزمنية.

وقال ميلهولاند لموقع Space.com: "حتى الآن ، كان الافتراض النموذجي هو أن الكواكب الخارجية القريبة لا تحتوي على أي ميل محوري". "تشير دراستنا إلى خلاف ذلك."

قد تؤدي الظاهرة التي اكتشفها العلماء أيضًا إلى كميات غير عادية من التدفئة في هذه الكواكب الخارجية. ينتج تأثير مماثل في قمر المشتري Io "له نشاط بركاني شديد الأكثر نشاطا من الناحية الجيولوجية قال ميلهولاند في النظام الشمسي.

وأشار ميلهولاند إلى أن الباحثين "لا يقترحون أن أعمدة الدوران لجميع الكواكب الخارجية مائلة للغاية". ومع ذلك ، إذا كان هناك جزء كبير ، فسيفسر ذلك سبب وجود العديد من الأجسام الفائقة القريبة في المدارات التي اكتشفها علماء الفلك.

وقال ميلهولاند إن العلماء يحللون الآن الطرق التي قد تؤثر بها التدفئة المرتبطة بالميل المحوري العالي على هياكل هذه الكواكب. يجب أن تمتلك الكواكب الخارجية ذات الإمالة المحورية العالية تواقيع حرارية يمكن اكتشافها بواسطة بعثات الفضاء المستقبلية ، مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائيوأضاف الباحثون.

مفصل العلماء النتائج التي توصلوا إليها 4 مارس على الإنترنت في مجلة Nature Astronomy.