اكتشف علماء الفلك نظامًا مداريًا متعدد الكواكب سريع التغير

تدور معظم الكواكب الخارجية الكبيرة المعروفة بشكل مختلف في الفضاء مقارنة بالعمالقة الغازية في النظام الشمسي. غالبًا ما تطير هذه الأجسام بالقرب من النجوم عبر مسارات إهليلجية طويلة. تجذب “كواكب المشتري الدافئة” تقليديًا اهتمامًا خاصًا من علماء الفلك. تحتل مثل هذه الكرات الغازية مسافات متوسطة بين مرافقيها الساخنين في مدارات قصيرة والعوالم الجليدية البعيدة مثل نبتون. لقد ظل العلماء يبحثون منذ عقود عن الآلية الفيزيائية الدقيقة التي تهاجر بها الأجسام الغازية بالقرب من مركز الأنظمة. عادة ما تظل مدارات الكواكب مستقرة لملايين السنين. تسجل التلسكوبات حركتها على نفس المسارات الثابتة. وصف مؤلفو العمل العلمي الجديد نظامًا تنهار فيه هندسة المسارات أمام أعين جيل واحد من الناس بسبب الجاذبية المتبادلة. تم نشر مقال حول هذا في مجلة Science Advances.

كان التركيز على نجم شاب أكبر قليلاً وأكثر سخونة من الشمس. جمع العلماء الملاحظات على مدى أربع سنوات. استخدموا أربع طرق تلسكوبية في وقت واحد: قاموا بقياس تقلبات جاذبية النجم، ودراسة انخفاض سطوعه أثناء الكسوف الجزئي للكواكب، وتتبع التحولات في الدورات المدارية. ثلاث أجسام رئيسية تدور حول النجم. طارت الأرض الفائقة المحلية بالقرب من الجميع. تجاوز نصف قطرها نصف قطر الأرض تقريبًا مرة ونصف. استغرق الأمر ستة أيام للدوران واقترب جدًا من النجم بحيث لا يحتفظ بالماء السائل. وقد قدر الباحثون كتلة هذا الكوكب بنحو ستة أضعاف كتلة الأرض. كان يتحرك خلفه عملاق غازي دافئ: كان وزنه 164 كتلة أرضية وأكمل الدورة في 53 يومًا. وكان أثقلها القزم البني الخارجي، حيث تجاوزت كتلته كوكب المشتري بمقدار 15 مرة. هذه هي الحدود بين الكواكب والنجوم الخافتة دون تفاعلات نووية. طار القزم في مدار واسع وممدود وأكمل ثورة في 2890 يومًا. وفي أقصى حد له، اقترب من النجم الأقرب إلى القيم المريخية، ثم طار أبعد من مدار كوكب المشتري. تشرح عمليات المحاكاة الحاسوبية المدار الطويل للقزم الخارجي. أضاف علماء الفلك نجمًا افتراضيًا ضخمًا بعيدًا عن النظام إلى نموذجهم الحسابي. لقد أثرت جاذبية الرفيق غير المرئي على مسارات جميع الجيران رياضياً. وأكد الباحثون أن هذا النجم الثاني لم يتم العثور عليه بعد باستخدام التلسكوبات الضوئية. الهندسة المدارية لثلاثة أقمار صناعية معروفة من طراز TOI-201 وخمسة كواكب في النظام الشمسي. وتقع مدارات “المشتري الدافئ” TOI-201b والأرض الفائقة TOI-201d ضمن مدار عطارد، والمدار الطويل للغاية للقزم البني TOI-201c يجعله أقرب إلى المريخ وأبعد عن المشتري. / © Ismael Mireles et al./Science Advances (2026) كشف النموذج أيضًا عن انحراف شديد في المسارات المدارية. ولم تكن مسارات الأجسام الثلاثة تقع في مستوى واحد مسطح، بل تباعدت بزوايا من 13 درجة إلى 41 درجة. وبسبب هذا الميل القوي، بدأت جاذبية القزم الخارجي الضخم في سحب الكواكب الداخلية نحو نفسها. بدأت مداراتهم في التأرجح ببطء وتغيير الوضع المكاني مثل قمة الغزل. وقد اكتشف علماء الفلك هذه الكواكب عن طريق العبور، عندما مرت بالضبط على خلفية النجم وحجبت جزءًا من ضوءه. ولكن بسبب التأرجح، بدأت مسارات الأجسام في التحول لأعلى أو لأسفل بالنسبة لخط الرؤية من الأرض. وبعد 200 عام، سينحرف مسار الأرض الفائقة كثيرًا لدرجة أن الكوكب سيطير بشكل صارم فوق القرص النجمي أو أسفله. لن تتمكن التلسكوبات بعد الآن من اكتشاف خسوفاتها. وفي وقت لاحق، وللسبب نفسه، سيختفي العملاق الغازي والقزم نفسه عن الأنظار. تحدث عملية المدارات المتأرجحة في حلقة مفرغة، لذا فإن عبور الأجسام الثلاثة لن يصبح مرئيًا مرة أخرى لعلماء الفلك إلا بعد 10000 عام.

قام نظام TOI-201 بتحديث وجهات النظر حول تكوين العوالم. في السابق، كانت النظريات تشترط دوران الكواكب بدقة في مستوى واحد، قياسًا على قرص الغاز والغبار الأصلي. أظهرت البيانات الجديدة تدمير هذا النظام بسبب إعادة ترتيب الجاذبية على المدى الطويل. ومن المتوقع أن يكون التحليق التالي للقزم البني في 26 مارس 2031، وسيزود هذا الحدث المراصد ببيانات جديدة في الوقت الفعلي.