معظم المعلومات التي لدينا عن الكواكب خارج نظامنا الشمسي (الكواكب الخارجية) تأتي من مراقبة الانخفاضات في ضوء النجوم عندما تمر هذه الكواكب أمام نجمها المضيف.
يمكن أن تعطي هذه التقنية دلائل حول حجم الكوكب (من خلال النظر إلى مقدار ضوء النجوم الذي يتم حجبه) وما يتكون منه غلافه الجوي (من خلال النظر إلى كيفية تغيير الكوكب لنمط ضوء النجوم الذي يمر من خلاله).
لكن دراسة جديدة، نُشرت في سلسلة ملحقات المجلة الفلكية، خلصت إلى أن التقلبات في ضوء النجوم بسبب المناطق الأكثر حرارة وبرودة على سطح النجم قد تكون مشوهة لتفسيراتنا للكواكب أكثر مما كنا نظن سابقًا.
نظر الباحثون في غلاف 20 كوكبًا بحجم المشتري ونبتون ووجدوا أن تغير نجومها المضيفة شوه البيانات لحوالي نصفها.
If لم يأخذ الباحثون بعين الاعتبار هذه التغيرات بشكل صحيح، قال الفريق إنهم قد يسيئون تفسير مجموعة من الميزات مثل حجم الكواكب ودرجة حرارتها وتركيب غلافها الجوي. وأضاف الفريق أن خطر سوء التفسير كان قابلاً للإدارة إذا نظر الباحثون إلى مجموعة من أطوال موجات الضوء، بما في ذلك المنطقة البصرية حيث تكون آثار تلوث النجوم أكثر وضوحًا.
قالت المؤلفة الرئيسية الدكتورة أريانا سابا (فيزياء الفضاء والفلك بجامعة UCL)، التي قامت بهذا العمل كجزء من دراستها للدكتوراه في جامعة UCL: “كانت هذه النتائج مفاجئة - وجدنا تلوثًا نجميًا أكبر لبياناتنا مما توقعناه. هذا مهم بالنسبة لنا أن نعرفه. من خلال تحسين فهمنا لكيفية تأثير تقلبات النجوم على تفسيراتنا للكواكب الخارجية، يمكننا تحسين نماذجنا واستخدام مجموعات البيانات الأكبر بكثير القادمة من بعثات مثل جيمس ويب وأرييل وتوينكل بشكل أذكى.”
قالت المؤلفة الثانية ألكسندرا (أليكس) طومسون، طالبة الدكتوراه الحالية في قسم الفيزياء والفلك بجامعة UCL والتي تركز أبحاثها على نجوم مضيفة للكواكب الخارجية: “نتعلم عن الكواكب الخارجية من ضوء نجوم مضيفتها ومن الصعب أحيانًا فصل ما هو إشارة من النجم وما يأتي من الكوكب.”
“يمكن وصف بعض النجوم بأنها ‘متقطعة’ – لديها نسبة أكبر من المناطق الباردة، والتي تكون داكنة، والمناطق الساخنة التي تكون أكثر إشراقاً على سطحها. وذلك بسبب النشاط المغناطيسي الأقوى.”
“المناطق الأكثر حرارة وإشراقاً (الفاسيولا) تصدر المزيد من الضوء وبالتالي إذا مر كوكب أمام الجزء الأكثر سخونة للنجم فقد يؤدي ذلك بالباحثين إلى تقدير حجم الكوكب بشكل مبالغ فيه لأنه سيبدو أنه يحجب المزيد من ضوء النجم أو قد يستنتجون أن درجة حرارة الكوكب أعلى مما هي عليه أو أنه يمتلك غلافاً جوياً أكثر كثافة. والعكس صحيح إذا مرّ الكوكب أمام بقعة نجمية باردة مما يجعل الكوكب يبدو ‘أصغر’.
“من ناحية أخرى، فإن انخفاض الضوء المنبعث عن بقعة نجمية يمكن حتى أن يحاكي تأثير مرور كوكب أمام نجم ما مما يجعلك تعتقد أنه قد يكون هناك كوكب بينما لا يوجد أي منها. لهذا السبب تعتبر الملاحظات اللاحقة مهمة جدًا لتأكيد اكتشافات الكواكب الخارجية.”
<پ>“هذه التغيرات الناتجة عن النجم يمكن أيضًا تشويه تقديرات كمية بخار الماء الموجودة مثلاً في الغلاف الجوي لكوكب ما. وذلك لأن التغيرات يمكن أن تحاكي أو تخفي توقيع بخار الماء ضمن نمط الضوء عند أطوال موجية مختلفة تصل إلى تلسكوباتنا.”
للدراسة استخدم الباحثون 20 عامًا من الملاحظات بواسطة تلسكوب هابل الفضائي، حيث جمعوا بيانات اثنين من أدوات التلسكوب وهما مطياف تصوير التلسكوب الفضائي (STIS) وكاميرا المجال الواسع 3 (WFC3).
قاموا بمعالجة وتحليل البيانات لكل كوكب بطريقة متطابقة لضمان مقارنة الأشياء المتشابهة وتقليل الانحياز الذي يحدث عندما تتم معالجة مجموعتين مختلفتين باستخدام طرق مختلفة.
ثم نظر الفريق فيما يتعلق بأفضل تركيبة بين نماذج الغلاف الجوي والنماذج النجمية التي تناسب بياناتهم بشكل أفضل مقارنةً بالنماذج التي أخذت بعين الاعتبار تقلب النجمة مع نماذج أبسط لم تأخذ ذلك بعين الاعتبار. وجد الفريق أن بيانات ستة كواكب ضمن العشرين المدروسة كانت تتناسب بشكل أفضل مع نماذج تم تعديلها لتقلب النجمة وأن ستة أخرى ربما تعرضت لتلوث طفيف نتيجة لنجم مضيفتها.
حلل الفريق الضوء عند الأطوال الموجية المرئية والقريبة تحت الحمراء والقريبة فوق البنفسجية مستخدمين حقيقة كون التشوه الناتج عن النشاط النجمي أكثر وضوحًا بكثير عند الأطوال الموجية القريبة فوق البنفسجية والمرئية مقارنة بالأطوال الموجية الأطول ضمن نطاق الأشعة تحت الحمراء.
وصف الفريق طريقتين للحكم على ما إذا كان تقلب النجمات قد يؤثر على بيانات الكرة الأرضيّة:
.شرحت الدكتورة سابا: “إحداهما هي النظر إلى الشكل العام للطيف - أي نمط الضوء عند أطوال موجيات مختلفة الذي مر عبر الكرة الأرضيّة القادمة مباشرةً from the star – لمعرفة ما إذا كان بإمكان تفسير هذا فقط بواسطة الكرة الأرضيّة أم يحتاج الأمر لنشاط نجمي.”
.وأضافت أليكس طومسون: “إن خطر سوء التفسير قابل للإدارة مع تغطيات الطول الموجي الصحيحة.”
إذا وجدت هذا المقال مفيداً ، يرجى التفكير بدعم عملينا بتبرع صغير لمرة واحدة أو شهري . إن مساهمتك تمكنتنا الاستمرار بتقديم أخبار علميّة وطبيّة دقيقة ومثيرة للتفكير يمكنك الوثوق بها . إن التقارير المستقلة تتطلب وقت وجهد وموارد ، ودعمكم يجعل الأمر ممكن لنا للاستمرار باستكشاف القصص المهمة بالنسبة لكم . معاً ، يمكن ضمان وصول الاكتشافان والتطورّان الهامة للأشخاص الذين يحتاجون إليها بشدة.
