هذه ليست قمرًا!

تتناقش الباحثون ذهابًا وإيابًا حول ما إذا كنا قد رصدنا قمرًا خارجيًا. بعد سنوات من إغلاق كيبلر، يتناقش الناس حول ما إذا كان قد رصد أقمارًا خارجية.

اكتشاف الأقمار الخارجية

في عام 2017، كان العالم الفلكي متحمسًا للإعلان عن احتمالية وجود قمر خارجي للكوكب المشتري Kepler-1625b. كانت هذه أول تلميح لأي شخص عن وجود قمر خارجي، وتبعها بعد خمس سنوات مرشح آخر حول الكوكب Kepler-1708b.

النقاش حول المرشحين للأقمار الخارجية

هناك أكثر من خمسة آلاف كوكب خارجي تم اكتشافه حتى الآن، ولا نعرف بالتأكيد ما إذا كانت لديها أقمار تدور حولها، وهذا هو ما جعل هذه الإعلانات مثيرة للاهتمام. توفر الأقمار الخارجية مناطق أكثر قابلية للعيش يمكننا البحث فيها عن حياة فضائية، ودراسة الأقمار يمكن أن تكون نافذة قيمة لفهم تشكل الكوكب المضيف.

البحث والنتائج

لكن هناك الكثير من الجدل حول هؤلاء المرشحين للأقمار الخارجية، مع عدة مجموعات تفحص البيانات التي تم الحصول عليها من تلسكوبات الفضاء كيبلر وهابل.

أظهرت أحدث ورقة بحثية حول هذا الموضوع، التي نشرها علماء الفلك في ألمانيا، أن المرشحين للأقمار الخارجية حول Kepler-1625b و Kepler-1708b غير محتملين. عمل سابق أيضًا أثار شكوكًا حول المرشح للقمر الخارجي حول Kepler-1625b.

لكن هذه ليست قضية واضحة المعالم. يختلف ديفيد كيبينج، زعيم المجموعة التي قامت بكل من الاكتشافات الأصلية، والأستاذ المساعد في علم الفلك في جامعة كولومبيا، مع التحليل الجديد. هو وفريقه في عملية إعداد مخطوطة تستجيب لأحدث نشرة.

كيفية اكتشاف الأقمار الخارجية

أكثر طريقة شائعة لاكتشاف الكواكب الخارجية هي طريقة العبور. تقوم هذه التقنية بقياس سطوع النجم والبحث عن انخفاض طفيف في السطوع يتوافق مع عبور الكوكب أمام النجم.

يمكن توسيع التصوير الفوتومتري للنجوم للبحث عن الأقمار الخارجية، وهو نهج رائد قام بتطويره كيبينج. بالإضافة إلى الانخفاض الرئيسي الناجم عن الكوكب، إذا كان هناك قمر يدور حول الكوكب، يجب أن تتمكن من رؤية انخفاض إضافي أصغر ينجم عن قمر يحجب بعض ضوء النجم.

نظرًا لأن الأقمار أصغر حجمًا، فإنها تولد إشارة أصغر، مما يجعل من الصعب رؤيتها. ولكن ما يجعل هذه الحالة معقدة أكثر هو أن النجوم المضيفة Kepler-1625 و Kepler-1708 ليست ساطعة جدًا. هذا يجعل انخفاض الضوء أكثر ضعفًا – في الواقع، يجب أن تحتوي هذه الأنظمة على أقمار كبيرة لتكون ضمن الحد الأدنى لما يمكن اكتشافه بواسطة تلسكوب الفضاء كيبلر.

النماذج والبيانات

حتى يحصل العلماء على المزيد من البيانات من جيمس ويب أو من المهام المستقبلية مثل إطلاق بلاتو التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، فإن كل شيء يعتمد على ما يمكنهم القيام به باستخدام الأرقام الموجودة حاليًا.

“الجوانب المتعلقة هنا هي كيفية معالجة البيانات نفسها، وما هي الفيزياء التي تضعها عندما تقوم بنمذجة تلك البيانات، وما هي الإشارات الإيجابية الكاذبة المحتملة التي يمكن أن تكون هناك والتي يمكن أن تنتج نوعًا من الإشارة التي تبحث عنها”، قال إيمون كيرينز، أستاذ محاضر في علم الفلك في جامعة مانشستر الذي لم يشارك في الدراسة، لموقع Ars. “أعتقد أن هذا النقاش يدور حول هذه الأسئلة بشكل أساسي”، أضاف.

واحدة من الظواهر الرئيسية التي تحتاج إلى نمذجة دقيقة هي ما يعرف بتأثير تعتيم الحافة النجمية. تظهر النجوم، بما في ذلك شمسنا، أكثر ضعفًا عند حافتها منها في المركز بسبب تأثيرات الغلاف النجمي. نظرًا لأن هذا يؤثر على السطوع الظاهري للنجم، فمن الواضح أنه من المهم فهمه في سياق البحث عن الأقمار الخارجية من خلال قياس سطوع النجم.

“لدينا نماذج لهذا، ولكننا لا نعرف بالضبط كيف يتصرف نجم معين من حيث هذا التأثير الظاهري لتعتيم الحافة النجمية”، قال رينيه هيلر، الكاتب الرئيسي للدراسة وعالم الفلك في معهد ماكس بلانك لأبحاث نظام الشمس الشمسي، في مقابلة لموقع Ars. يمكن استنتاج سلوك النجوم المحددة، ولكن هذا ليس أمرًا سهلاً دائمًا. من خلال تضمين نماذج محسنة لتعتيم الحافة النجمية، وجد الباحثون أنهم يمكنهم تفسير الإشارات التي سبق أن رُبطت بقمر خارجي.

معالجة البيانات أمر بالغ الأهمية أيضًا، خاصةً نوعًا من المعالجة المعروفة باسم “تقليل الانحياز”. يأخذ هذا في الاعتبار التباين الطويل الأجل في بيانات السطوع الناتجة عن التغير العشوائي في النجوم وتغيرات الأداة، وغيرها من الأمور. تظهر الأبحاث الجديدة أن النتيجة الإحصائية، سواء كان هناك قمر أو لا، يعتمد بشكل كبير على كيفية تنفيذ هذا التقليل للانحياز.

وما يزيد من ذلك، يقول الباحثون أن البيانات التي تم الحصول عليها من تلسكوب هابل، والتي هي في المقام الأول مصدر الادعاء بوجود قمر حول Kepler-1625b، لا يمكن تقليلها بشكل صحيح وبالتالي لا ينبغي الاعتماد عليها في البحث عن أقمار خارجية.

النتائج والتوقعات المستقبلية

حتى يتم الحصول على المزيد من البيانات، من المرجح أن يظل هذا نقاشًا علميًا مستمرًا دون استنتاج نهائي. يشير كيرينز إلى أن كيبينج وفريقه كانوا حذرين جدًا في إعلاناتهم. “إنهم حذروا جدًا من المطالبة بأنها اكتشاف مؤكد. لقد قاموا بفحص شامل للبيانات التي تم تزويدهم بها، وبالفعل أعتقد أن الاختلاف هنا يتعلق بما هي الفيزياء التي تضعها، وكيفية معالجة البيانات، وفي النهاية حقيقة أن مجموعة بيانات كيبلر تقع حقًا على حافة اكتشاف الأقمار الخارجية”، وأضاف كيرينز.

ومع ذلك، يظل هيلر غير مقتنع. “انطباعي هو أننا في بيانات كيبلر، وأيضًا فرق آخر، قد فعلنا ما هو ممكن حاليًا وليس هناك شيء مقنع يبرز حقًا”، قال هيلر.

تفوق الأقمار بشكل كبير على الكواكب في نظامنا الشمسي الخاص – مع 290 قمرًا مقابل 8 كواكب حتى الآن – لذلك من المعقول أن نفترض أننا سنعثر على أقمار خارجية مع استمرار استكشاف السماء. “سيكون أمرًا غير عادي تمامًا، أعتقد، إذا استمرينا في الذهاب خلال السنوات القليلة المقبلة ولم نجد قمرًا خارجيًا”، قال كيرينز. “أعتقد أنها مسألة وقت فقط”.

المصدر: Nature Astronomy، 2023. DOI: 10.1038/s41550-023-02148-w

إيفان بول هو كاتب حر يعيش في المملكة المتحدة، وهو ينهي درجة الدكتوراه في البحوث السرطانية. يمكنك متابعته على تويتر @ivan_paul_.

Source: https://arstechnica.com/science/2023/12/more-doubts-raised-over-exomoon-candidates/?comments=1