تلسكوب ناسا يضاعف عدد الكواكب الخارجية المرشحة

يعمل التلسكوب الفضائي لمسح الكواكب الخارجية العابرة (TESS) في مدار إهليلجي مرتفع منذ عام 2018. وتتمثل مهمته الرئيسية في العثور على كواكب خارج النظام الشمسي باستخدام طريقة العبور. لا يرى TESS الجسم مباشرة: يراقب التلسكوب النجوم ويكتشف متى تبدأ في التعتيم، مما قد يشير إلى أن كوكبًا خارج المجموعة الشمسية قد مر أمامها. TESS قادر على مراقبة مساحات كبيرة من السماء في وقت واحد وقد أكد بالفعل وجود 882 كوكبًا خارج المجموعة الشمسية، كما اكتشف عدة آلاف من الكواكب المرشحة. اعتبارًا من أبريل 2026، بلغ العدد الإجمالي للكواكب الخارجية التي أكدتها التلسكوبات المختلفة (الأرضية والفضائية) 6273. ولكن، كما اتضح مؤخرًا، قد يتم مراجعة هذا العدد في المستقبل القريب. وفي معظم الحالات، استخدم العلماء بيانات TESS، التي كانت مبنية على دراسات النجوم الساطعة. تمت معالجة البيانات الواردة من النجوم الخافتة بشكل أقل تكرارًا، نظرًا لأن ضوءها أضعف، كما يصعب تمييز الإشارة الصادرة عن كوكب محتمل يمر أمام قرص النجم مقابل ضوضاء الخلفية. وفي الوقت نفسه، تشير الحسابات إلى أنه يجب أن يكون هناك العديد من الكواكب الخارجية حول هذه النجوم. وحتى وقت قريب، كان اختبار هذه الفرضية يعوقه صعوبات تقنية: حيث كانت معالجة ملايين الصور تتطلب قوة حاسوبية هائلة وخوارزميات ذكية.

وقد حاول فريق دولي من علماء الفلك بقيادة جوشوا روث من جامعة برينستون في الولايات المتحدة الأمريكية حل هذه المشكلة. أعاد الباحثون تحليل البيانات من العام الأول من ملاحظات TESS، وقاموا بدمج الصور الفردية في مصفوفة واحدة، مما سمح لهم بالنظر إلى النجوم الخافتة التي فاتتهم البحث سابقًا. أنشأ الخبراء 83,717,159 منحنيًا ضوئيًا – رسوم بيانية للتغيرات في سطوع النجوم – تم تعديلها لتناسب التشوهات وتداخل النظام. لقد غطوا جميع النجوم حتى 16 مترًا (الحجم الظاهري). وهي كائنات أكثر خفوتًا بكثير من تلك التي تستهدفها خوارزميات TESS القياسية. في بيانات السنة الأولى من ملاحظات TESS، حدد البحث الآلي باستخدام التعلم الآلي 11554 مرشحًا لكواكب خارجية في مدارات تتراوح من 0.5 إلى 27 يومًا أرضيًا. ومن بين هذا العدد، كان 10091 جديدًا تمامًا، ولم يتم ملاحظتها في الدراسات السابقة. ويوجد بالفعل 1052 مرشحًا آخرين على قوائم TESS. أما الأجسام الـ 411 المتبقية فهي عبارة عن أحداث عبور فردية، أي إشارات للممرات المحتملة للأجسام أمام النجم، يتم تسجيلها مرة واحدة فقط خلال فترة المراقبة. وفي مثل هذه الحالات، لم يتم بعد تحديد المعلمات المدارية. ولضمان موثوقية تقنياتهم، اختبر علماء الفلك أحد النجوم – TIC 183374187. وهو نجم منخفض المعدن من القرص السميك لمجرة درب التبانة.

وباستخدام مطياف ماجلان/PFS، أكد العلماء أنه يوجد بجانبه كوكب المشتري الساخن غير المعروف سابقًا – وهو عملاق غازي يقع بالقرب من نجمه الأم. وبذلك أثبت العلماء أن بحثهم الآلي قادر على العثور على كواكب خارجية حقيقية وليست خيالية. ويبعد المرشحون الجدد ما يصل إلى 6800 سنة ضوئية عن الأرض باتجاه مركز درب التبانة. وهذا هو ضعف ما توصل إليه العلماء باستخدام طرق المعالجة السابقة. أكثر من 90% من العوالم المحتملة هي كواكب المشتري الساخنة. يدورون حول النجم من يومين إلى خمسة أيام أرضية. ويتكون الباقي من كواكب نبتونية فرعية وكواكب أرضية فائقة، وهي كواكب صخرية تتجاوز كتلتها كتلة الأرض، ولكنها أقل من كتلة الكواكب الغازية العملاقة. صحيح أنه لن يتبين أن كل الـ 10091 كوكبًا خارجيًا حقيقيًا. يعطي TESS الكثير من الإيجابيات الخاطئة: في بعض الأحيان تكون النجوم المزدوجة أو التوهجات العشوائية أو القطع الأثرية التقنية مرئية في مكان الكواكب. ويقدر روث أن معدل الخطأ في TESS يصل إلى 50 بالمائة. ومن غير المرجح أن يتجاوز العدد الفعلي للكواكب الخارجية بين المرشحين الجدد خمسة آلاف، وربما لا يصل حتى إلى ثلاثة آلاف. ولكن حتى في هذه الحالة، فإن العدد الإجمالي للكواكب الخارجية المعروفة سوف يتضاعف تقريبًا.

وتقول جيسي كريستيانسن، كبيرة العلماء في معهد الكواكب الخارجية التابع لناسا، إن العينة لا تقدر بثمن. فقط من خلال مجموعة كبيرة من البيانات، يمكن للمرء أن يفهم كيف تتشكل أنواع مختلفة من الكواكب الخارجية، وكيف تختلف كواكب المشتري الساخنة عن النجوم المختلفة، ولماذا لا يوجد تقريبًا نظائر للأرض بين آلاف العوالم. العمل مع أرشيف TESS لا يزال بعيدًا عن الاكتمال. وأشار العلماء إلى أنه في المسوحات القديمة للتلسكوب الفضائي، هناك ما يقرب من ثمانية آلاف مرشح لكواكب خارجية لا تزال بحاجة إلى التحقق منها. ووفقا للتوقعات المبكرة، من المفترض أن يجد TESS ما بين 12 و15 ألف كوكب خارج المجموعة الشمسية بحلول نهاية مهمته. تم نشر الدراسة على موقع arXiv المطبعي.