يُظهر الفيديو أربع نقاط من الضوء تتحرك في دوائر جزئية متحدة المركز حول قرص أسود في مركزها. وما تنظر إليه في الواقع هو نظام كوكبي.
وتأتي النقاط الأربع عبارة عن كواكب خارجية، حيث يحجب القرص الأسود نجمها، على بعد 133.3 سنة ضوئية من الأرض. والدوائر الجزئية هي حركاتها المدارية، عبارة عن تجميع أجزاء فاصل زمني من 12 عاما من الملاحظات.
ويسمى النجم HR8799، وفي عام 2008، شكلت الكواكب الخارجية النظام الأول (وليس أول كوكب خارج المجموعة الشمسية، كان 2M1207b في عام 2004) الذي رآه علماء الفلك بشكل مباشر.
ومنذ ذلك الحين، كان عالم الفلك جيسون وانغ من جامعة نورث وسترن يراقبها بشغف. وقام بتجميع هذه الملاحظات في فاصل زمني - ليس لأي سبب علمي، ولكن لمجرد أنها رائعة للغاية.
ويقول وانغ: "عادة ما يكون من الصعب رؤية الكواكب في المدار. على سبيل المثال، ليس واضحا ما إذا كان كوكبا المشتري والمريخ يدوران حول شمسنا لأننا نعيش في نفس النظام وليس لدينا إمكانية الرؤية من أعلى لأسفل. وتحدث الأحداث الفلكية إما بسرعة كبيرة جدا أو ببطء شديد جدا بحيث يتعذر التقاطها في فيلم. لكن هذا الفيديو يظهر كواكب تتحرك على نطاق زمني بشري. آمل أن تمكن الناس من الاستمتاع بشيء عجيب".
ويبلغ العدد الحالي للكواكب الخارجية المؤكدة - تلك الكواكب خارج المجموعة الشمسية - أكثر من 5200 كوكب، لكننا لم نشاهد معظمها في الواقع.
ويجد علماء الفلك في المقام الأول الكواكب الخارجية من خلال طرق غير مباشرة، كدراسة تأثير كوكب خارج المجموعة الشمسية على النجم المضيف. ويشير الانخفاض المنتظم الخافت في ضوء النجم إلى وجود كوكب خارجي يدور بيننا وبين النجم؛ وتشير التغيرات الخافتة في الطول الموجي لضوء النجم إلى تفاعل الجاذبية بين الكواكب الخارجية والنجم.
والسبب في ذلك هو أنه من الصعب للغاية في الواقع رؤية كواكب خارج المجموعة الشمسية مباشرة. إنها صغيرة جدا وباهتة جدا مقارنة بنجمها المضيف؛ عادة ما يتم ابتلاع أي ضوء ينبعث منه أو يعكسه في ضوء النجم المتوهج.
وبين الحين والآخر، نحن محظوظون. الكواكب الخارجية كبيرة ومنفصلة عن نجمها بما فيه الكفاية، والنظام موجه بطريقة، إذا تم حجب ضوء النجم أو حجبه (لهذا السبب يظهر HR8799 كقرص أسود)، يمكننا رؤيتها كنقاط صغيرة مصاحبة.
والأندر من ذلك هو رؤية حركتها الكوكبية المعقدة، وذلك ببساطة لأن المقاييس الزمنية للمدارات المعنية أطول بكثير من الوقت منذ أن اكتشف العلماء مباشرة أول كوكب خارج المجموعة الشمسية.
لكن لدى وانغ وفريقه الآن بيانات رصد كافية لـ HR8799 لفاصل زمني يُظهر مدارات جزئية، وهذا ما جمعه.
ويقول وانغ: "لا يوجد شيء يمكن اكتسابه علميا من مشاهدة الأنظمة المدارية في فيديو فاصل زمني، ولكنه يساعد الآخرين على تقدير ما ندرسه. وقد يكون من الصعب شرح الفروق الدقيقة في العلم بالكلمات. لكن إظهار العلم عمليا يساعد الآخرين على فهم أهميته".
وتم جمع الملاحظات باستخدام مرصد W. M. Keck، وطبق وانغ البصريات التكيفية لتصحيح التأثير المشوه للغلاف الجوي للأرض.
وتمت معالجة الفاصل الزمني أيضا لتصحيح القفزات الزمنية بين البيانات، ما يُظهر الحركة المدارية السلسة للكواكب الخارجية الأربعة.
وتم تسريع 12 عاما من المراقبة في 4.5 ثانية فقط.
وتأتي الدائرة السوداء في المركز عبارة عن نجم يبلغ من العمر 30 مليون عام، كتلته تزيد عن 1.5 مرة، و4.9 ضعف سطوع الشمس.
ويعرف الكوكب الخارجي الأعمق HR8799e، بكتلة 7.4 كواكب تدور حول مسافة 16.25 ضعف المسافة بين الأرض والشمس، أو الوحدات الفلكية، لفترة مدارية تبلغ 45 عاما.
وبالانتقال للخارج، HR8799d لديه كتلة 9.1 كواكب مشتري، ويدور عند 26.67 وحدة فلكية لفترة مدارية تبلغ 100 عام.
وعلى الرغم من أنه، وفقا لوانغ، قد لا يكون الفاصل الزمني نفسه كاشفا علميا، إلا أن مجموعة بيانات Keck هي بالتأكيد.
ووجدت ورقة بحثية نُشرت في ديسمبر من العام الماضي احتمال وجود كوكب خامس خارج المجموعة الشمسية، أصغر وأقرب إلى النجم من أشقائه. وتقدر كتلة المرشح بحوالي 4 إلى 7 أضعاف كتلة المشتري، ويدور على مسافة تتراوح بين 4 و5 وحدات فلكية، ما يجعل من الصعب تحديده مباشرة.
ويعمل وانغ وزملاؤه بجد لتحليل الضوء من النظام. إنهم يأملون أن يتمكنوا من الحصول على معلومات مفصلة حول تكوين ليس فقط النجم، ولكن العوالم من حوله.
ويقول وانغ: "في الفيزياء الفلكية، نقوم في معظم الأوقات بتحليل البيانات أو اختبار الفرضيات. لكن هذا هو الجزء الممتع من العلم".
المصدر: ساينس ألرت