مشروع بحثي يمتد لثلاث سنوات ممول من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم قيد التنفيذ لكشف أصول جوبيترات دافئة غريبة الأطوار، وهي عمالقة غازية هائلة الحجم ذات مدارات ممدودة حول نجومها. يقوده عالم فلك في جامعة أريزونا الشمالية، يهدف الدراسة إلى تفسير سبب دقة انحياز هذه الكواكب مع خط الاستواء لنجومها رغم مساراتها غير العادية. قد تعيد النتائج تشكيل فهمنا لتكوّن الكواكب، بما في ذلك نظامنا الشمسي الخاص.
جوبيترات دافئة غريبة الأطوار هي فئة محيرة من الكواكب خارج المجموعة الشمسية: عمالقة غازية هائلة الحجم تدور حول نجومها في مسارات ممدودة وغير متوقعة، على عكس جوبيترات ساخنة تدور أقرب. لسنوات، افترض العلماء أن جوبيترات دافئة تشكلت بشكل مشابه لجوبيترات ساخنة، لكن بيانات تلسكوبات محسنة كشفت عن فروق رئيسية. تتوافق جوبيترات دافئة تقريباً دائماً مع خط الاستواء لنجومها، وكلما امتدت مداراتها أكثر، كانت التوافق أكثر دقة - نمط لا تفسره أي نظرية حالية.
دانيال مونيوز، عالم فلك في قسم علم الفلك وعلم الكواكب بجامعة أريزونا الشمالية، يقود التحقيق بالتعاون مع زملاء في جامعة إنديانا بلومنغتون. المشروع، الممول من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم، سيستمر حتى عام 2028 ويشمل بناء كتالوج جديد لهذه الكواكب باستخدام بيانات من قمر تيس (TESS) لاستكشاف الكواكب العابرة التابع لناسا.
«التنوع في الكواكب خارج المجموعة الشمسية هائل جداً»، قال مونيوز. «يمكن أن تبدو الأنظمة خارج المجموعة الشمسية مثل نظامنا الشمسي، لكن في بعض الحالات، تبدو مختلفة تماماً وغريبة. نحن مهتمون جداً برؤية كيفية تشكل النظام الشمسي في السياق من خلال فهم الأنظمة التي تشبه نظامنا وتلك التي تبدو مختلفة تماماً. يمكننا الحصول على فكرة عن ما هي الحدود النهائية، ومدى متوسطية تاريخ تكوّن كواكبنا ومدى متوسطية نظامنا الشمسي».
يستكشف مونيوز عدة فرضيات لتلك المدارات. واحدة تشمل كواكب رفيقة تغير المسارات دون التسبب في عدم توافق. أخرى تشير إلى تفاعلات مع السحب الغازية حيث تتكون الكواكب. النظرية المفضلة لديه تقترح أن الموجات الداخلية في النجوم السائلة يمكن أن تستخرج الطاقة من المدارات، مما يفرض التوافق.
«البيانات تخبرنا أن جوبيترات دافئة ليست مجرد نهاية ذيل جوبيترات ساخنة»، قال مونيوز. «إنها تخبرنا أنها قد تكون لها تاريخ مختلف. نحتاج إلى فهم ما إذا كان هذا مجرد غرابة - إذا كانت هذه حالات مرضية تحدث ربما مرة كل مليون حالة - أو إذا كان هناك عملية فيزيائية إضافية تجاهلناها في الماضي والتي قد نتمكن من كشفها».
كمفكر نظري، يستخدم مونيوز نماذج حاسوبية وحسابات لاختبار الأفكار. «أنا مفكر نظري، لذا أعمل على نماذج باستخدام حواسيب قوية، حسابات بالقلم والورقة وكل ما بينهما»، قال. «ليس لدينا نموذج تنبأ بهذا من البداية، لذا سنذهب مجانين ونغوص في أكثر الطرق إبداعاً يمكننا التفكير فيها لهذه المشكلة. لكن بمجرد أن يكون لديك نموذج رياضي، فإن ذلك مجرد البداية».
العام المقبل، يخطط مونيوز لتوظيف طالب دراسات عليا للمساعدة. عمله على فرضية الموجات النجمية يظهر وعداً، مع منشورات متوقعة قريباً. فهم هذه العمليات قد يكشف عن جوانب مخفية لتطور النظام الشمسي.