العلماء يجدون كواكب صغيرة جديدة خارج نبتون

مرحبا القارئ! اسمي إيرينا ، وأدير قناة برقية عن الفيزياء الفلكية وميكانيكا الكم "كوانت" . ترجم لك مقالًا عن البحث عن كائنات عبر نبتون.
استمتع بالقراءة.



التقط فوييجر 2 هذه الصورة لنبتون في عام 1989.

باستخدام بيانات من أبحاث الطاقة المظلمة (DES) ، اكتشف العلماء أكثر من 300 جسم عبر نبتون (TNOs) - كواكب صغيرة تقع في أقصى أركان النظام الشمسي. تصف الدراسة المنشورة أيضًا نهجًا جديدًا للعثور على كائنات من هذا النوع ويمكن أن تساعد في البحث عن كوكب التاسع الافتراضي والكواكب الأخرى غير المكتشفة. وقاد العمل طالب الدراسات العليا بيدرو برناردينيللي والأساتذة غاري برنشتاين وماساو ساكو.

الهدف من DES (مسح الطاقة المظلمة) ، الذي أكمل جمع البيانات لمدة ست سنوات في يناير ، هو فهم طبيعة الطاقة المظلمة من خلال جمع صور عالية الدقة للسماء الجنوبية. على الرغم من أن DES لم تكن مصممة خصيصًا مع مراعاة TNO ، إلا أن اتساعها وعمق مدى الوصول جعلها قادرة على العثور على أشياء جديدة خارج نبتون. يقول برنشتاين: "يعتمد مقدار TNO الذي يمكنك العثور عليه على أي جزء من السماء تنظر إليه وأي أضعف جسم يمكنك العثور عليه".

منذ أن تم تصميم DES لدراسة المجرات والمستعرات الأعظمية ، كان على الباحثين تطوير طريقة جديدة لتتبع الحركة. تُجرى دراسات TNO المتخصصة كل ساعة أو ساعتين ، مما يسهل تتبع تحركاتهم.

باستخدام بيانات DES للسنوات الأربع الأولى ، بدأ Bernardinelli بمجموعة بيانات من 7 مليارات "نقطة" - جميع الكائنات المحتملة التي تم اكتشافها بواسطة البرنامج والتي كانت فوق مستويات صورة الخلفية. ثم قام بحذف جميع الأشياء التي كانت موجودة لعدة ليال - مثل النجوم والمجرات والمستعرات الأعظمية - لبناء قائمة "مؤقتة" من 22 مليون كائن قبل بدء لعبة الكتلة "توصيل النقاط" لتحديد مكان ظهور الكائن في وقت لاحق ليالي.

بعد أن تم جلب 7 مليارات نقطة إلى قائمة تضم حوالي 400 مرشح تمت رؤيتهم في ست ليال من الملاحظة على الأقل ، كان على الباحثين التحقق من النتائج. يقول برناردينيلي: "لدينا قائمة المرشحين هذه ، ونحن بحاجة للتأكد من أن مرشحينا حقيقيون حقًا".

لترشيح قائمة المرشحين الخاصة بهم إلى TNOs الحقيقية ، عاد الباحثون إلى مجموعة البيانات الأصلية لمعرفة ما إذا كان بإمكانهم العثور على المزيد من صور الموضوع المعني. يقول بيرنشتاين: "لنفترض أننا وجدنا شيئًا في ست ليالٍ مختلفة". - TNOs الموجودة هناك ، أشرنا في الواقع لمدة 25 ليلة. هذا يعني أن هناك صورًا يجب أن يكون فيها ، لكنه لم يمر بالخطوة الأولى ليتم تسميتها بنقطة. "

طور برناردينيلي طريقة لطي عدة صور لإنشاء عرض أوضح ، مما ساعد على تأكيد ما إذا كان الكائن المكتشف حقيقي TNO. كما تم التأكيد على أن هذه الطريقة قادرة على اكتشاف TNOs المعروفة في مناطق السماء المدروسة وأنه من الممكن اكتشاف الأجسام المزيفة التي تم إدخالها في التحليل. يقول برناردينيلي: "كان الجزء الأصعب هو التأكد من أننا وجدنا حقًا ما نحتاج إلى العثور عليه".

بعد شهور عديدة من تطوير وتحليل الأساليب ، اكتشف العلماء 316 TNOs ، بما في ذلك 245 اكتشافًا تم إجراؤها بواسطة DES ، و 139 قطعة جديدة لم يتم نشرها مسبقًا. نظرًا لأن 3000 عنصر فقط معروف حاليًا ، يمثل دليل DES هذا 10٪ من جميع TNOs المعروفة. بلوتو ، أشهر TNO ، أبعد 40 مرة من الشمس عن الأرض ، و TNO الذي تم العثور عليه باستخدام بيانات DES يقع في نطاق 30 إلى 90 مرة أبعد من الشمس. تقع بعض هذه الأشياء في مدارات بعيدة للغاية ، والتي ستأخذها بعيدًا عن بلوتو.

الآن بعد أن اكتمل DES ، استأنف الباحثون تحليلهم ، هذه المرة مع عتبة أقل للكشف عن الأشياء في مرحلة التصفية الأولى. وهذا يعني أن هناك إمكانية أكبر لإيجاد TNOs جديدة ، ربما تصل إلى 500.

وسوف يكون هذا الكتالوج TNO أداة علمية مفيدة لدراسة النظام الشمسي. نظرًا لأن DES تجمع مجموعة كبيرة من البيانات حول كل كائن تم اكتشافه ، يمكن للباحثين محاولة معرفة مصدر TNO ، حيث من المتوقع أن يكون للأجسام القريبة من الشمس ألوان مختلفة عن تلك التي نشأت في أماكن أبعد وبرودة. ومن خلال دراسة مدارات هذه الأجسام ، يمكن للعلماء أن يكونوا أقرب إلى اكتشاف الكوكب التاسع ، وهو كوكب افتراضي بحجم نبتون ، يُعتقد أنه موجود خارج بلوتو.

يقول برنشتاين: "هناك الكثير من الأفكار حول الكواكب العملاقة التي كانت موجودة في النظام الشمسي ولم تعد موجودة ، أو عن الكواكب البعيدة عنا وضخمة ، لكنها أضعف من أن نلاحظها". - تجميع الكتالوج هو الاكتشاف الأكثر إثارة للاهتمام. بعد إنشاء هذا المورد ، يمكنك مقارنة ما تم العثور عليه مع ما يجب العثور عليه وفقًا لنظرية شخص ما ".