إذا قمت بفحص الكواكب العملاقة في نظامنا الشمسي، ستلاحظ على الفور أن جميعها تمتلك أقمارًا. كثير من الأقمار. في حين أن الأرض لديها واحد فقط، فإن كوكب المشتري لديه حوالي 100 كوكب نعرفه (ومن المحتمل مئات أخرى، اعتمادًا على ما تعرفه بـ “القمر”). زحل لديه ما يقرب من 275!
العديد من هذه الأقمار ضخمة. يبلغ حجم كل من تيتان التابع لكوكب زحل وجانيميد التابع لكوكب المشتري حجم عطارد تقريبًا، وإذا كانا يدوران حول الشمس بمفردهما، فسنميل بشدة إلى تسميتهما كواكب في حد ذاتها.
كما لو أن الأقمار لم تكن كافية، فإن مجموعتنا الرباعية من الكواكب الأكبر حجمًا (بما في ذلك أورانوس ونبتون) تحلق أيضًا. وبطبيعة الحال، فإن حلقات زحل هي الأكثر وضوحًا وإبداعًا، لكن الحلقات الأخرى لها حلقات أيضًا، وإن كانت أكثر خفوتًا ويصعب رؤيتها.
حول دعم الصحافة العلمية
إذا كنت تستمتع بهذا المقال، ففكر في دعم صحافتنا الحائزة على جوائز من خلال الاشتراك. من خلال شراء اشتراك، فإنك تساعد على ضمان مستقبل القصص المؤثرة حول الاكتشافات والأفكار التي تشكل عالمنا اليوم.
لذا يبدو من السهل على الكواكب العملاقة أن تصنع الأقمار والحلقات على حد سواء، على الأقل حول الشمس. ومن المفترض أن هذا ينطبق على عدد لا يحصى من العوالم الكبيرة التي اكتشفناها والتي تدور حول نجوم أخرى؛ يجب أن تحتوي العديد من هذه الكواكب الخارجية على أقمار خارجية وإكسورينج أيضًا.
لكن هل يمكننا اكتشافهم؟
الجواب الشائع جدًا في علم الفلك هو: ربما.
لقد وجد علماء الفلك بالفعل العديد من المرشحين خارج المجموعة الشمسية. لا يمكننا رؤيتها بشكل مباشر، فهي خافتة جدًا وقريبة جدًا من الكواكب الأم بحيث لا يمكن حلها، ولكن يمكن استنتاج وجودها.
تم التعرف على أحد أبرز الكواكب الخارجية المرشحة، Kepler-1625b I، لأول مرة في عام 2017. وفي العام السابق، اكتشف علماء الفلك كوكبه الخارجي عبر طريقة العبور: لقد رأينا حافة مدار الكوكب، لذلك مرة واحدة في كل مدار، يمكننا رؤية الكوكب يمر – عابرًا – مباشرة أمام نجمه، مما يؤدي إلى حدوث كسوف صغير. عادةً ما تظهر عمليات العبور هذه على شكل انخفاض على شكل حرف U أو V في سطوع النجم عند رسمه بمرور الوقت. تسمى هذه المؤامرة منحنى الضوء.
ومع ذلك، كانت هناك بعض حالات عدم التماثل في الكوكب الخارجي Kepler-1625b، وهي نتوءات غريبة في منحنى الضوء المرتبط به والتي كان من الصعب تفسيرها. افترض علماء الفلك أن هذا قد يكون ناجمًا عن قمر خارجي يدور أحيانًا ويتتبع الكوكب نفسه أحيانًا ويقوده أحيانًا أثناء عبورهما المتبادل، مما يغير شكل منحنى الضوء. إذا كان هذا حقيقيًا، فيجب أن يكون هذا القمر الخارجي كبيرًا جدًا؛ إن نتوءه الواضح في منحنى الضوء سيتوافق مع شيء بحجم نبتون. (الكوكب الخارجي نفسه هو ما يسمى بكوكب المشتري الفائق، وهو عالم عملاق يمكن أن يكون له كتلة تعادل اثني عشر كوكبًا من كوكب المشتري.) ومع ذلك، فقد أثبت هذا القمر الخارجي المزعوم أنه مثير للجدل، حيث تجادل الأبحاث ذهابًا وإيابًا ضد وجوده. في الوقت الحالي، لا يزال مرشحًا غير مؤكد.
تعتمد طريقة أخرى لصيد القمر الخارجي على اختلافات توقيت العبور. عندما يدور القمر الخارجي حول مضيفه، فإن جاذبيته تؤرجح الكوكب حول مركز الجاذبية المشترك، الذي يسمى barycenter. يؤدي هذا إلى تغيير توقيت عبور الكوكب بمهارة، مما يغير بدايته أو مدته المتوقعة بكميات صغيرة. ينبغي لبعض التكوينات – مثل قمر كبير جدًا يدور حول كوكب منخفض الكتلة نسبيًا – أن تنتج اختلافات في التوقيت يمكن اكتشافها في البيانات الموجودة، على الرغم من أن الكواكب غير العابرة يمكن أن تولد إشارات مماثلة، مما يعقد البحث عن القمر الخارجي.
القياس الفلكي هو أسلوب واعد آخر؛ هذا هو القياس الدقيق للغاية لموقع الجسم الفلكي وحركته في السماء. من المحتمل أن يكشف عن قمر خارجي غير مرئي من خلال إزاحته لمركز الباري سنتر الخاص بمضيفه، والذي يظهر على شكل تمايل في حركة الكوكب حول النجم. يمكن لبعض أجهزة قياس التداخل، مثل أداة GRAVITY الموجودة على التلسكوب الكبير جدًا في تشيلي، قياس المواقع بدقة مذهلة لدرجة أن اكتشاف تذبذبات الأقمار الخارجية المخفية قد يكون ممكنًا لبعض الكواكب الخارجية العملاقة حول النجوم القريبة.
في يناير، أفاد فريق من علماء الفلك كيف استخدموا القياسات الفلكية لـ GRAVITY لدراسة HD 206893، وهو نجم مع رفيق يسمى HD 206893 B، والذي من المحتمل أن يكون قزمًا بنيًا بكتلة تبلغ حوالي 20 مرة كتلة كوكب المشتري. على الرغم من أنه ليس كوكبًا خارج المجموعة الشمسية من الناحية الفنية، إلا أنه لا يزال بإمكان هذا القزم البني أن يؤوي قمرًا خارجيًا يمكن اكتشافه. وبالفعل، وجد الفريق بعض الأدلة الحدية لوجود رفيق. إذا كانت حركة التمايل الفلكية المرصودة حقيقية، فهذا يعني أن HD 206893 B مصحوب بشيء ما في مدار مدته تسعة أشهر بكتلة تقديرية ما يقرب من نصف كوكب المشتري.
ستكون كتلة هذا “القمر” أكثر من 100 مرة كتلة الأرض – ومن هنا بين علامتي الاقتباس – ومثل جميع المرشحين الآخرين خارج المجموعة الشمسية، لا يزال هذا القمر غير مؤكد حتى الآن. ومع ذلك، يختبر علماء الفلك حاليًا ترقية أكثر وضوحًا إلى GRAVITY (التي تسمى على نحو مناسب GRAVITY +) والتي يجب أن تكون قادرة في النهاية على التحقق من صحة هذا المرشح المحدد أو استبعاده.
هناك طريقة أخرى للبحث عن الأقمار الخارجية تتضمن البحث عنها عبر النشاط البركاني. هذا ليس بعيد المنال كما يبدو. يثور قمر المشتري آيو باستمرار، ويطلق الكبريت في الفضاء، حيث تسخن أحشاؤه بسبب المد والجزر الثقالي الذي يثيره الكوكب العملاق والأقمار الأخرى القريبة. في السنوات الأخيرة، استخدم علماء الفلك تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) والمراصد الأخرى للنظر إلى الكوكب الخارجي WASP-39b، وقد اكتشفوا سحابة في محيطه تحتوي على كميات متقلبة من ثاني أكسيد الكبريت ومركبات أخرى. تشير التقلبات إلى مصدر خارجي عرضي، من المحتمل أن يكون ثورانات بركانية من نوع من الأقمار الصناعية فائقة الجودة التي يتم ضغطها مديًا بواسطة مضيفها الكوكبي الضخم. هذا الاكتشاف -وآخر مشابه له إلى حد كبير، حول كوكب خارجي مختلف، WASP-49Ab- ليس حاسمًا، لكنه يبدو واعدًا كمسار جديد للعثور على هذه الأقمار الخارجية بعيدة المنال.
وماذا عن exorings؟ وفي بعض النواحي، قد يكون اكتشافها أصعب من اكتشاف الأقمار الخارجية. الخواتم، على الرغم من أنها واسعة ومشرقة، يمكن أن تكون في الواقع أثيرية إلى حد ما؛ جميع المواد الموجودة في حلقات زحل لا تشكل سوى كرة يبلغ عرضها حوالي 400 كيلومتر، أي بحجم أقماره متوسطة الحجم تقريبًا. ستكون تأثيرات الجاذبية الناتجة عن مثل هذه المعدات التافهة أصغر من أن يراها علماء الفلك.
لكن الرحلات الاستكشافية حول كوكب خارجي عابر قد تحجب أحيانًا ما يكفي من ضوء النجوم لتسجيله كسلسلة من الانخفاضات الضحلة في منحنى ضوء النجم. لقد سبق أن رأينا شيئًا كهذا؛ أظهر النجم 1SWASP J140747.93-394542.6 (أو J1407 للاختصار) سلسلة من أحداث الخفوت الشديد في عام 2007. أحد التفسيرات المحتملة هو أن الخفوت كان عبارة عن عبور غامض لكوكب J1407b، محاطًا بقرص ضخم من المواد. إذا كان الأمر كذلك، فإن النظام الحلقي هائل، ربما يبلغ عرضه 180 مليون كيلومتر، أي أكبر من مسافة الأرض من الشمس. ومع ذلك، لم يتم تأكيد وجود الكوكب ولا حلقاته في عمليات الرصد اللاحقة، مما دفع علماء الفلك إلى متابعة تفسيرات محتملة أخرى.
قد تكون هناك طريقة أخرى لاكتشاف exorings. في طبعة نوفمبر 2025 من المجلة الفلكية، افترض فريق من علماء الفلك استخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي للبحث عنها. في حين أن أي حلقات ستكون صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها مباشرة، إلا أن العلماء لاحظوا أن الحلقات الجليدية ستعكس ضوء الأشعة تحت الحمراء بقوة عند أطوال موجية أقصر معينة، ولكن ليس بشكل جيد تقريبًا عند الأطوال الموجية الأطول. إذا أظهر كوكب خارجي شاهده تلسكوب جيمس ويب الفضائي هذا النمط، فقد يكون ذلك بسبب وجود exorings.
وجد الفريق أن نظام الاستكشاف يجب أن يكون كبيرًا إلى حد ما حتى ينجح هذا الأمر، لأن تلسكوب جيمس ويب الفضائي لم يتمكن من اكتشاف هذا التأثير لأي نظام حلقي أصغر من حوالي ثلاثة أضعاف مدى نظام زحل. ومع ذلك، قد يكون حجم كوكب زحل أكبر بعشرة أضعاف، ويمكن أن يكون في متناول تلسكوب جيمس ويب الفضائي، بشرط ألا يكون مضيف الكوكب الخارجي قريبًا جدًا من نجمه الأكثر سطوعًا. ويشير العلماء أيضًا في ورقتهم البحثية إلى أن مرصد ناسا للعوالم الصالحة للسكن، وتلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي الذي ستطلقه وكالة الفضاء قريبًا، قد يكونان قادرين أيضًا على اكتشاف الاستكشافات بهذه الطريقة أيضًا.
قد يكون أمامنا مسافة طويلة لنقطعها قبل أن نجد أيًا من الأقمار الخارجية أو الاستكشافات على وجه اليقين. لكن بالنظر إلى كواكبنا العملاقة، أظن أن هذه الاكتشافات هي مسألة وقت، وليس مسألة إمكانية حدوثها.
التعليقات