إخراج الكواكب عن مسارها

لكل من يتساءل عما إذا كنا وحدنا في الكون، تحمل الكواكب التي تدور حول النجوم البعيدة سحرًا عظيمًا. هناك بعض الكواكب التي توجد حتى في أنظمة النجوم الثنائية، حيث يدور نجمان بعضهما حول بعض. تميل هذه الكواكب إلى تشكيل مدار حول أحد النجمين فقط، ولكنها تتأثر أيضًا بجاذبية النجم المرافق.

الآن، قدّم جهاد توما، من الجامعة الأميركية في بيروت، لبنان، وسيشادري سريدار، من معهد رامان للأبحاث في بنغالور، الهند، وصفًا لآلية جديدة يمكن بواسطتها للنجم المرافق أن يعطّل مدارات الكواكب، إلى الحدّ الذي قد يدفع بالكواكب إلى مغادرة النظام تمامًا.

ينشأ الوضع المثير عندما يتغير التقدّم المداري في نظام الكواكب -دوران المدارات البيضاوية- ليتناسب مع الفترة المدارية للنجم المرافق ضمن النظام الثنائي. يمكن لهذا ’الرنين المداري‘ أن يفسِّر ندرة وجود النظم متعدِّدة الكواكب حول النجوم الثنائية.

تساءل توما وسريدار عن إمكانية وجود الرنين المداري في الثنائيات النجمية عندما كانا يمشيان في أنحاء الحرم الجامعي في بيروت. كما يوضح توما: "عندما جربنا أرقام بعض الأنظمة الحقيقية متعددة الكواكب على الثنائيات، التي تدعى 55 كانكري ’Cancri 55‘ وأبسلون أندروميدا Upsilon Andromedae، وجدنا أن فترات تقدّم الكواكب حدثت في وقت قريب جدًّا من الفترة المدارية المزدوجة".

وللتحقق من هذا، قام الباحثان بإجراء محاكاة لكوكبين يدوران حول نجم مشابه لشمسنا، بوجود نجم ثنائي مرافق بعيد عنه وله نفس الحجم.

سمحوا للكوكب الخارجي بالهجرة إلى الخارج، كنتيجة محتملة واقعية للتصادم مع سحابة من الحطام الكوني المحيط بالنجم. أدى هذا إلى تغيُّر مدار الكوكب إلى أن تزامن رنينه مع رنين رفيقه في الثنائية. في هذه المرحلة، كان تأثير النجم المرافق قد تضخّم بشدة، وهكذا أصبح مدار الكوكب أكثر ابتعادًا عن المركز ثم انحرف.

أطلق الباحثان على هذه العملية اسم تفاوت رنين لابلاس- لاغرانج (LLER)، تيمُّنًا باسم واضعَيْ ديناميات الكواكب. وأظهرا أن تفاوت الرنين كان إمكانية منطقية لكثير من النظم الحقيقية متعددة الكواكب المدرجة في الفهرس المفتوح للكواكب خارج المجموعة الشمسية.

لجأ توما وسريدار إلى محاكاة سيناريو الخيال العلمي لنجم مرافق يظهر بالقرب من شمسنا، ووجدا من المحتمل جدًّا أنه في ظل هذا السيناريو سوف يتم أسر زحل في منظومة تفاوت الرنين، معطِّلًا النظام الشمسي الخارجي إلى درجة كبيرة.

"سيحتاج أي شخص مهتم بتشكّل النظم متعددة الكواكب وتطورها إلى السماح لإمكانية تأثير تفاوت الرنين إما على الأقراص التي تتشكل منها الكواكب، أو على بنية الأنظمة الكوكبية الناتجة"، وفقًا لقول توما.

اشترك للحصول على النشرة الإلكترونية المحدّثة كل أسبوعين لكي تبقى على اطلاع بكافة المستجدات على الموقع.