يكشف البروفيسور حاجاي بيريتس والدكتور حريش بهشكار من كلية الفيزياء في التخنيون في دراسة جديدة كيف تصبح الكواكب "متجولة" - أجسام كوكبية تتجول في الفضاء بدون نجم أم.
تدرس الدراسة، التي تحمل عنوان "Properties of Free Floating Planets Ejected Through Planet-Planet Scattering"، العملية الديناميكية التي يتم من خلالها طرد الكواكب من أنظمتها المضيفة بسبب تفاعلات الجاذبية مع الكواكب المجاورة.
مصير أنظمة الكواكب
باستخدام عمليات محاكاة متقدمة لـ 100 نظام كوكبي مختلف، وجد الباحثون أن ما بين 40 ٪ الى 80 ٪ من الكواكب قد يتم إخراجها من أنظمتها الشمسية. تشير الدراسة إلى أن معظم هذه الأحداث تحدث خلال أول 100 مليون سنة من وجود النظام، ولكن بعضها قد يحدث أيضًا في وقت لاحق - ما يصل إلى حوالي مليار سنة بعد تشكل النظام.
وأظهرت المحاكاة أن الكواكب المقذوفة عادة ما تتحرك بسرعات تتراوح بين 2 إلى 6 كيلومترات في الثانية بالنسبة للنظام الذي خرجت منه، وهي سرعة منخفضة نسبيا (تدور الأرض حول الشمس بسرعة تزيد عن 30 كيلومترا في الثانية).
ومن بين النتائج المثيرة للاهتمام بشكل خاص أن الأنظمة التي تحتوي على عدد أكبر من الكواكب (ما يصل إلى 10 كواكب في الدراسة) تميل إلى عدم الاستقرار بمرور الوقت، حتى بعد مليار سنة. في هذه الأنظمة الغنية، يتم في النهاية إخراج حوالي 70% من الكواكب.
وعلى النقيض من ذلك، تميل الأنظمة التي تحتوي على عدد أقل من الكواكب إلى الاستقرار بعد حوالي 100 مليون سنة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الكواكب ذات الكتلة المنخفضة يتم إخراجها بسهولة أكبر من الكواكب الأكبر حجمًا، وبالتالي فإن الكواكب "المتجولة" تكون أصغر حجمًا بالمعدل.
أكثر تجوالا من الكواكب العادية
تثير النتائج أسئلة رائعة حول النظام الشمسي لدينا، التي لديها ثمانية كواكب رئيسية وتوجد منذ أكثر من أربعة مليارات سنة. هل يمكن أن يكون نظامنا الشمسي قد فقد كواكب أخرى خلال تاريخه الطويل؟ هل نحن محظوظون ببساطة بأن الأرض لا تزال مستقرة في مدار حول الشمس؟
وفقا للباحثين، لحساب عدد الكواكب الحرة التي لاحظها علماء الفلك، يحتاج كل نجم في المجرة إلى تكوين ما بين خمسة وعشرة كواكب في المتوسط. تشير النتائج إلى الاحتمال المفاجئ بأن مجرة درب التبانة لديها كواكب تتجول في الفضاء بمفردها أكثر من الكواكب التي تدور حول النجوم.
تم تقديم المقال العلمي للنشر في Astrophysical Journal المرموقة. في السنوات الأخيرة، أصبح هذا مجالًا بحثيًا ساخنًا مع إمكانية الكشف عن الديناميكيات الخفية وراء تشكيل ومصير الأنظمة الكوكبية، بما في ذلك نظامنا الشمسي.