في الشهر4/1999 أعلن الفلكي <P .R. بتلر> [من المرصد الأنكلو-أسترالي] وزملاؤه عن اكتشاف ما يبدو وكأنه أول حالة معروفة لنظام كوكبي مكوّن من عدة أجسام بضخامة المشتري تدور حول نجم شبيه بالشمس. (ولم يكن قد اكتُشِف قبل ذلك إلا نُظُم لا تحوي سوى رفيق واحد بضخامة المشتري.) هذا النجم هو أپسيلون أندروميدي Upsilon Andromedae، الذي يبعد عن نظامنا الشمسي نحو 40 سنة ضوئية، وهو أضخم قليلا من الشمس، وأشد تألقا منها بنحو ثلاث مرات.
ويذكر الفلكيون أن تحليلهم للأرصاد يبيّن أن النجم أبسيلون أندروميدي يؤوي ثلاثة رفاق، أقربها إلى النجم تبلغ كتلته 70 في المئة على الأقل من كتلة المشتري، وهو يتحرك في مدار دائري تقريبا يبعد عن النجم بمقدار 0.06 وحدة فلكية أي نحو 9 ملايين كيلومتر. أما الرفيق الأبعد فتبلغ كتلته نحو أربعة أمثال كتلة المشتري، ويتحرك في مدار اختلافه المركزي كبير، ومتوسط نصف قطره 2.5 وحدة فلكية ـ وهذا يعادل نصف نصف قطر مدار المشتري. أما الجسم المتوسط، فإنه أضخم مرتين على الأقل من المشتري، وله مدار ذو اختلاف مركزي معتدل، ونصف قطره الوسطي 0.8 وحدة فلكية.
ولو ثبت هذا الأمر، لطرحتْ هندسة هذا النظام بعضَ التحديات والفرص المثيرة للاهتمام فيما يخص النماذج النظرية لنشوء النظم الكوكبية وتطورها. وقد انتهى عدد من المتخصصين بالديناميك (التحريك) الفلكي ـ ومن بينهم أنا ـ إلى أن تشكيل هذا النظام الافتراضي هو، في أحسن الأحوال، يكاد يكون مستقرا. فالاستقرار الدينامي للنظام سيتحسن تحسنا كبيرا إذا لم يَحْوِ رفيقا في الوسط. إن هذا أمر جدير بالملاحظة، إذ إن الشواهد الرصدية على وجود الرفيق الأوسط أضعف من شواهد وجود الرفيقين الآخرين.
ويبدو أن نظام أبسيلون أندروميدي يخالف جميع الآليات التي وُضِعت لها نظريات، والتي تجعل الكواكب العملاقة تهاجر نحو الداخل من الأفلاك البعيدة التي نشأت فيها. وإذا أدت التآثرات بين الكواكب الأولية القرصية إلى اضمحلال المدارات، فإن الأكثر احتمالا أن يكون الكوكب الأكثر ضخامة هو أول كوكب يولد، ومن ثَم يُعثر عليه على أقصر مسافة من النجم ـ وهذا وضع مخالف للنمط الذي يسود نظام أبسيلون أندروميدي. ولو أن الرفيقين الأقرب إلى النجم والأبعد عنه كانا موجودين، لقدّم النظام مثالا على نموذج التبعثر الذي تسببه الكواكب بعضها لبعض، وهو نموذج يهاجر فيه كوكبان ضخمان إلى مدارين قريبين أحدهما من الآخر، ومن ثَم يبعثر كل منهما الآخر تثاقليا، بحيث يشغل أحدهما في نهاية المطاف مدارا دائريا تقريبا قريبا من النجم، والآخر مدارا بعيدا له اختلاف مركزي. والصعوبة التي تواجه هذا السيناريو هي أنه يُتوقع عندئذ أن ينتقل الرفيق الأثقل وزنا إلى المدار الصغير، والرفيق الأخف وزنا إلى المدار البعيد ـ وهذا مخالف للسمات المميزة لنظام أبسيلون أندروميدي.
تُرى، هل يمكن أن يكون هذا النظام مزيجا لهذين السيناريوهين، أي أن يكون اضمحلالا مداريا ناجما عن التآثرات بين الكواكب الأولية ـ القرصية في حالة الجسم الداخلي، وبعثرة تثاقلية متبادلة بين الرفيقين الآخرين؟ من المحتمل أن تندخل أيضا عمليات نشوء وتطور مختلفة كليا، كتفتت الغيمة الغازية للنجوم الأولية، التي يُظن أنها تولِّد نظما مكونة من نجوم متعددة ورفقاء من الأقزام السمر.
وإذا لم يوجد سوى الرفيقين الأقرب إلى النجم والأبعد عنه، فإن النظام سيكون مشابها من الوجهة الهندسية للنظم التقليدية الثلاثية النجوم، المكوَّنة من نجمين أحدهما قريب من الآخر ونجم بعيد في مدار له اختلاف مركزي. ولا نملك في الوقت الحاضر سوى تخمينات فيما يخص نظام أبسيلون أندروميدي، وسوف يساعد المزيد من الرصد والتحليل على تحديد عدد الرفقاء وكتلها وعناصر مداراتها.
إن طرق الاكتشاف التي استخدمت حتى الآن، غير قادرة على اكتشاف نظم كوكبية شبيهة بنظام كوكبنا الشمسي، وذلك يعود إلى أن الارتعاشات النجمية بسبب الكواكب، التي هي بحجم أرضنا والتي تدور في أفلاك قريبة من نجومها ـ أو التي هي بحجم المشتري والتي تدور في أفلاك بعيدة عن نجومها ـ مازالت أخفض من العتبة threshold القابلة للرصد. ومن ثم فمن السابق لأوانه القفز إلى النتائج المتعلقة بالوجود الفلكي لكواكب شبيهة بالأرض. إن فهمنا لأصل الأجسام الرفيقة لنجوم شبيهة بالشمس، والتي تم تعرّفها منذ عهد قريب، لا بد من أن يتطور، وسوف يؤدي ذلك إلى زيادة فهمنا لنظامنا الشمسي.
ويذكر الفلكيون أن تحليلهم للأرصاد يبيّن أن النجم أبسيلون أندروميدي يؤوي ثلاثة رفاق، أقربها إلى النجم تبلغ كتلته 70 في المئة على الأقل من كتلة المشتري، وهو يتحرك في مدار دائري تقريبا يبعد عن النجم بمقدار 0.06 وحدة فلكية أي نحو 9 ملايين كيلومتر. أما الرفيق الأبعد فتبلغ كتلته نحو أربعة أمثال كتلة المشتري، ويتحرك في مدار اختلافه المركزي كبير، ومتوسط نصف قطره 2.5 وحدة فلكية ـ وهذا يعادل نصف نصف قطر مدار المشتري. أما الجسم المتوسط، فإنه أضخم مرتين على الأقل من المشتري، وله مدار ذو اختلاف مركزي معتدل، ونصف قطره الوسطي 0.8 وحدة فلكية.
ولو ثبت هذا الأمر، لطرحتْ هندسة هذا النظام بعضَ التحديات والفرص المثيرة للاهتمام فيما يخص النماذج النظرية لنشوء النظم الكوكبية وتطورها. وقد انتهى عدد من المتخصصين بالديناميك (التحريك) الفلكي ـ ومن بينهم أنا ـ إلى أن تشكيل هذا النظام الافتراضي هو، في أحسن الأحوال، يكاد يكون مستقرا. فالاستقرار الدينامي للنظام سيتحسن تحسنا كبيرا إذا لم يَحْوِ رفيقا في الوسط. إن هذا أمر جدير بالملاحظة، إذ إن الشواهد الرصدية على وجود الرفيق الأوسط أضعف من شواهد وجود الرفيقين الآخرين.
ويبدو أن نظام أبسيلون أندروميدي يخالف جميع الآليات التي وُضِعت لها نظريات، والتي تجعل الكواكب العملاقة تهاجر نحو الداخل من الأفلاك البعيدة التي نشأت فيها. وإذا أدت التآثرات بين الكواكب الأولية القرصية إلى اضمحلال المدارات، فإن الأكثر احتمالا أن يكون الكوكب الأكثر ضخامة هو أول كوكب يولد، ومن ثَم يُعثر عليه على أقصر مسافة من النجم ـ وهذا وضع مخالف للنمط الذي يسود نظام أبسيلون أندروميدي. ولو أن الرفيقين الأقرب إلى النجم والأبعد عنه كانا موجودين، لقدّم النظام مثالا على نموذج التبعثر الذي تسببه الكواكب بعضها لبعض، وهو نموذج يهاجر فيه كوكبان ضخمان إلى مدارين قريبين أحدهما من الآخر، ومن ثَم يبعثر كل منهما الآخر تثاقليا، بحيث يشغل أحدهما في نهاية المطاف مدارا دائريا تقريبا قريبا من النجم، والآخر مدارا بعيدا له اختلاف مركزي. والصعوبة التي تواجه هذا السيناريو هي أنه يُتوقع عندئذ أن ينتقل الرفيق الأثقل وزنا إلى المدار الصغير، والرفيق الأخف وزنا إلى المدار البعيد ـ وهذا مخالف للسمات المميزة لنظام أبسيلون أندروميدي.
تُرى، هل يمكن أن يكون هذا النظام مزيجا لهذين السيناريوهين، أي أن يكون اضمحلالا مداريا ناجما عن التآثرات بين الكواكب الأولية ـ القرصية في حالة الجسم الداخلي، وبعثرة تثاقلية متبادلة بين الرفيقين الآخرين؟ من المحتمل أن تندخل أيضا عمليات نشوء وتطور مختلفة كليا، كتفتت الغيمة الغازية للنجوم الأولية، التي يُظن أنها تولِّد نظما مكونة من نجوم متعددة ورفقاء من الأقزام السمر.
وإذا لم يوجد سوى الرفيقين الأقرب إلى النجم والأبعد عنه، فإن النظام سيكون مشابها من الوجهة الهندسية للنظم التقليدية الثلاثية النجوم، المكوَّنة من نجمين أحدهما قريب من الآخر ونجم بعيد في مدار له اختلاف مركزي. ولا نملك في الوقت الحاضر سوى تخمينات فيما يخص نظام أبسيلون أندروميدي، وسوف يساعد المزيد من الرصد والتحليل على تحديد عدد الرفقاء وكتلها وعناصر مداراتها.
إن طرق الاكتشاف التي استخدمت حتى الآن، غير قادرة على اكتشاف نظم كوكبية شبيهة بنظام كوكبنا الشمسي، وذلك يعود إلى أن الارتعاشات النجمية بسبب الكواكب، التي هي بحجم أرضنا والتي تدور في أفلاك قريبة من نجومها ـ أو التي هي بحجم المشتري والتي تدور في أفلاك بعيدة عن نجومها ـ مازالت أخفض من العتبة threshold القابلة للرصد. ومن ثم فمن السابق لأوانه القفز إلى النتائج المتعلقة بالوجود الفلكي لكواكب شبيهة بالأرض. إن فهمنا لأصل الأجسام الرفيقة لنجوم شبيهة بالشمس، والتي تم تعرّفها منذ عهد قريب، لا بد من أن يتطور، وسوف يؤدي ذلك إلى زيادة فهمنا لنظامنا الشمسي.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق